JP7161231B2 - redox flow battery - Google Patents

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Description

本発明は、硫酸バナジウム水溶液が電解液として使用でき、充放電状態の程度を測定できるレドックスフロー電池に関するものである。レドックスフロー電池は、2種類のイオン溶液を陽イオン交換膜で隔て、両方の溶液に設けた電極(炭素製)上で酸化反応と還元反応を同時に進めることによって、充放電を行うものである。
レドックスフロー電池の全体の構成は、正極電極と、負極電極と、これら両電極間に介在される隔膜とを備え、正極電解液及び負極電解液を供給して充放電を行うものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a redox flow battery in which an aqueous solution of vanadium sulfate can be used as an electrolyte and the degree of charge and discharge can be measured. A redox flow battery separates two types of ionic solutions with a cation exchange membrane, and charges and discharges by simultaneously advancing oxidation and reduction reactions on electrodes (made of carbon) provided in both solutions.
The overall configuration of a redox flow battery includes a positive electrode, a negative electrode, and a diaphragm interposed between these electrodes, and charges and discharges by supplying a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte.

前記負極電解液は、チタンイオン、バナジウムイオン、クロムイオン、及び亜鉛イオンから選択される少なくとも一種の金属イオンを含有し、前記正極電解液が含有する添加金属イオンは、アルミニウムイオン、カドミウムイオン、インジウムイオン、スズイオン、アンチモンイオン、イリジウムイオン、金イオン、鉛イオン、ビスマスイオン及びマグネシウムイオンの少なくとも一種を含有する。 The negative electrode electrolyte contains at least one metal ion selected from titanium ions, vanadium ions, chromium ions, and zinc ions, and the additive metal ions contained in the positive electrode electrolyte include aluminum ions, cadmium ions, and indium ions. ions, tin ions, antimony ions, iridium ions, gold ions, lead ions, bismuth ions and magnesium ions.

詳しくは、正極電解液は、マンガンイオンと、添加金属イオンとを含有し、負極電解液は、チタンイオン、バナジウムイオン、クロムイオン、及び亜鉛イオンから選択される少なくとも一種の金属イオンを含有する。そして、正極電解液が含有する添加金属イオンは、アルミニウムイオン、カドミウムイオン、インジウムイオン、スズイオン、アンチモンイオン、イリジウムイオン、金イオン、鉛イオン、ビスマスイオン及びマグネシウムイオンの少なくとも一種である。 Specifically, the positive electrode electrolyte contains manganese ions and additional metal ions, and the negative electrode electrolyte contains at least one metal ion selected from titanium ions, vanadium ions, chromium ions, and zinc ions. The additive metal ions contained in the positive electrode electrolyte are at least one of aluminum ions, cadmium ions, indium ions, tin ions, antimony ions, iridium ions, gold ions, lead ions, bismuth ions and magnesium ions.

上記に例示した各金属イオン以外にも、リチウムイオン、ベリリウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、スカンジウムイオン、ニッケル(Ni)イオン、亜鉛イオン、ガリウムイオン、ゲルマニウムイオン、ルビジウムイオン、ストロンチウムイオン、イットリウムイオン、ジルコニウムイオン、ニオブイオン、テクネチウムイオン、ロジウムイオン、セシウムイオン、バリウムイオン、ランタノイド元素(但しセリウムを除く)のイオン、ハフニウムイオン、タンタルイオン、レニウムイオン、オスミウムイオン、白金イオン、タリウムイオン、ポロニウムイオン、フランシウムイオン、ラジウムイオン、アクチニウムイオン、トリウムイオン、プロトアクチニウムイオン、ウランイオンが添加金属イオンとして挙げられる。 In addition to the metal ions exemplified above, lithium ions, beryllium ions, sodium ions, potassium ions, calcium ions, scandium ions, nickel (Ni) ions, zinc ions, gallium ions, germanium ions, rubidium ions, strontium ions, Yttrium ion, zirconium ion, niobium ion, technetium ion, rhodium ion, cesium ion, barium ion, ion of lanthanide elements (excluding cerium), hafnium ion, tantalum ion, rhenium ion, osmium ion, platinum ion, thallium ion, Polonium ions, francium ions, radium ions, actinium ions, thorium ions, protactinium ions, and uranium ions can be mentioned as additive metal ions.

特許文献1、特許文献2に掲載されたレドックスフロー電池とは活物質が液状であり、正極、負極の電池活物質を液透過型の電解槽に流通せしめ、酸化還元反応を利用して充放電を行うものである。他の二次電池と比べて次の利点を有している。
(1)活物質量を増加させるには貯蔵容器容量を大きくすればよく、出力を大きくしない 限り、電解槽自体は大きくする必要がない。
(2)正極、負極活物質は容器に完全に分離して貯蔵でき、自己放電の可能性が少ない。
(3)使用する液透過型炭素多孔質電極においては、活物質イオンの充放電特性(電極反 応)は、単に、電極表面で電子の交換を行うのみで、電極に析出することなく、電 池の反応が単純である。
The redox flow battery described in Patent Documents 1 and 2 has a liquid active material, and the battery active materials of the positive electrode and the negative electrode are circulated in a liquid-permeable electrolytic cell, and charge and discharge are performed using an oxidation-reduction reaction. is performed. It has the following advantages over other secondary batteries.
(1) To increase the amount of active material, the capacity of the storage container can be increased, and unless the output is increased, the size of the electrolytic cell itself need not be increased.
(2) The positive and negative electrode active materials can be completely separated and stored in a container, and there is little possibility of self-discharge.
(3) In the liquid permeable carbon porous electrode to be used, the charge/discharge characteristics (electrode reaction) of the active material ions are simply exchange of electrons on the electrode surface, without depositing on the electrode. The reaction of the pond is simple.

このレドックスフロー電池は、イオン交換膜からなる隔膜とその両側に設けられたカーボンクロス電極(正極及び負極)と、更にその外側に設けられたエンドプレートからなり、正極電解液及び負極電解液はそれぞれ正極電解液容器及び負極電解液容器から正極と負極に送られる。 This redox flow battery consists of a diaphragm made of an ion-exchange membrane, carbon cloth electrodes (positive electrode and negative electrode) provided on both sides of the membrane, and end plates provided on the outside thereof. It is sent to the positive electrode and the negative electrode from the positive electrode electrolyte container and the negative electrode electrolyte container.

初充電においては、正極ではバナジウム4価は5価に酸化され、負極ではバナジウム4価は3価に還元され、負極ではバナジウム3価は2価に還元されるが、正極では過充電及び酸素発生を生ずる。これを避けるため、正極液が完全充電状態になったときにその電解液を4価のバナジウム液と交換する必要があった。この状態で、電池を充電状態にすると正極側ではバナジウムの4価から5価への酸化が行われ、他方負極側ではバナジウムの3価から2価への還元が行われる。放電状態では逆の反応が生じることになる。 At the initial charge, tetravalent vanadium is oxidized to pentavalent vanadium at the positive electrode, tetravalent vanadium is reduced to trivalent vanadium at the negative electrode, and trivalent vanadium is reduced to divalent vanadium at the negative electrode, but the positive electrode is overcharged and oxygen is generated. produces. To avoid this, it was necessary to replace the electrolytic solution with a tetravalent vanadium solution when the positive electrode solution reached a fully charged state. In this state, when the battery is charged, the tetravalent vanadium is oxidized to pentavalent vanadium on the positive electrode side, while the trivalent vanadium is reduced to divalent vanadium on the negative electrode side. The opposite reaction will occur in the discharged state.

特開平5-242905号公報JP-A-5-242905 特開2018-137238号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-137238

レドックスフロー電池の初期充電または補充電から満充電等の充電状態では、格別に電解液の安定状態を確保する必要はなかった。
しかし、通常状態で正極側充放電循環路と負極側充放電循環路とが形成されており、電解液は正極側充放電循環路と負極側充放電循環路を通過しないとなると、そこで、電解液が正極側充放電循環路や、負極側充放電循環路に留まることも想定され、レドックスフロー電池の放電の立ち上がり特性が悪くなる可能性も想定される。
また、ソーラーパネルの出力がレドックスフロー電池の出力より高くなった時は、そのレドックスフロー電池の充電が行われるが、無理な充電により、予測しないセルスタックの温度上昇が想定される。
In the charged state of the redox flow battery, such as initial charge or supplementary charge to full charge, it was not particularly necessary to ensure a stable state of the electrolyte.
However, in a normal state, a positive electrode charge/discharge circuit and a negative electrode charge/discharge circuit are formed, and if the electrolytic solution does not pass through the positive electrode charge/discharge circuit and the negative electrode charge/discharge circuit, electrolysis will occur. It is also assumed that the liquid stays in the positive electrode charge/discharge circuit and the negative electrode charge/discharge circuit, and it is also assumed that the discharge start-up characteristics of the redox flow battery may deteriorate.
Also, when the output of the solar panel becomes higher than the output of the redox flow battery, the redox flow battery is charged, but unreasonable charging can lead to an unexpected temperature rise in the cell stack.

そこで、上記従来の問題点を解消すべく、蓄電池の充電・放電の立ち上がり特性を良好とし、安定した充電が可能なレドックスフロー電池の提供を課題とするものである。 Therefore, in order to solve the conventional problems described above, it is an object of the present invention to provide a redox flow battery in which the charge/discharge start-up characteristics of the storage battery are improved and stable charging is possible.

請求項1のレドックスフロー電池の発明は、2個以上のセルスタックの直流出力を直列接続した蓄電池出力回路と、互いに特性を異にする電解液を収容した正極側電解液容器及び負極側電解液容器と、前記セルスタックを通過する前記電解液の流れが充電及び放電に左右されない各々同一方向とする正極側充放電循環路及び負極側充放電循環路と、その電解液の流れを形成する正極側液体循環ポンプ及び負極側液体循環ポンプと、ソーラーパネルの出力が前記蓄電池出力回路の出力より高くなった時、前記正極側液体循環ポンプ及び前記負極側液体循環ポンプの電解液の移動速度を速くしたものである。 The redox flow battery invention of claim 1 comprises a storage battery output circuit in which the DC outputs of two or more cell stacks are connected in series, and a positive electrode side electrolyte container and a negative electrode side electrolyte containing electrolytes having different characteristics. A container, a positive electrode side charging/discharging circuit and a negative electrode side charging/discharging circuit in which the flow of the electrolyte passing through the cell stack is in the same direction regardless of charging and discharging, and a positive electrode forming the flow of the electrolyte. When the output of the side liquid circulation pump and the negative side liquid circulation pump and the solar panel becomes higher than the output of the storage battery output circuit, the moving speed of the electrolyte of the positive side liquid circulation pump and the negative side liquid circulation pump is increased. It is what I did.

ここで、上記蓄電池出力回路は2個以上のセルスタックの直流出力を直列接続したものである。
また、上記正極側電解液容器と負極側電解液容器は、互いに特性を異にする電解液を収容したものである。
そして、上記正極側充放電循環路と負極側充放電循環路は、前記セルスタックを通過する前記電解液の流れが充電及び放電に左右されない各々同一方向の電解液の充放電循環路である。
Here, the storage battery output circuit is formed by connecting DC outputs of two or more cell stacks in series.
The positive electrode side electrolyte container and the negative electrode side electrolyte container contain electrolytes having different characteristics.
The positive charge/discharge circuit and the negative charge/discharge circuit are charge/discharge circuits of the electrolyte in the same direction so that the flow of the electrolyte passing through the cell stack is not affected by charging and discharging.

更に、上記正極側液体循環ポンプと負極側液体循環ポンプは、前記電解液の各々を前記セルスタック及び前記正極側電解液容器、前記セルスタック及び前記負極側電解液容器との間の流れを決定するものである。 Furthermore, the positive electrode-side liquid circulation pump and the negative electrode-side liquid circulation pump determine the flow of each of the electrolytes between the cell stack and the positive electrode-side electrolyte container, and between the cell stack and the negative electrode-side electrolyte container. It is something to do.

更にまた、上記ソーラーパネルは、太陽光の光エネルギを電気エネルギに変換するものであり、上記インバータは、主に、前記ソーラーパネルの出力を直流から交流に変換するものである。 Furthermore, the solar panel converts light energy of sunlight into electric energy, and the inverter mainly converts the output of the solar panel from direct current to alternating current.

加えて、上記電圧調整回路は、前記ソーラーパネルの出力が前記蓄電池出力回路の出力より高くなった時、前記正極側液体循環ポンプ及び前記負極側液体循環ポンプの電解液の移動速度を速くするものである。 In addition, the voltage adjustment circuit increases the moving speed of the electrolyte in the positive electrode side liquid circulation pump and the negative electrode side liquid circulation pump when the output of the solar panel becomes higher than the output of the storage battery output circuit. is.

請求項のレドックスフロー電池において、上記電圧調整回路は、前記電解液を硫酸バナジウム水溶液とし、前記電解液が「紫色」または「黄色」の時、前記正極側液体循環ポンプ及び前記負極側液体循環ポンプの前記電解液の移動速度を遅くするか、または移動停止させるものである。 2. The redox flow battery according to claim 1 , wherein the voltage regulation circuit uses an aqueous solution of vanadium sulfate as the electrolytic solution, and when the electrolytic solution is "purple" or "yellow", the positive electrode side liquid circulation pump and the negative electrode side liquid circulation It slows down or stops the movement of the electrolyte in the pump.

請求項1の発明のレドックスフロー電池においては、2個以上のセルスタックの直流出力は、直列接続した蓄電池出力回路によって直流出力を得る。
また、前記ソーラーパネルの出力が前記の出力より高くなくなった時、セルスタックを通過する電解液の流れが、充電及び放電によって左右されることなく同一であり、特性を異にする電解液を収容した正極側電解液容器及び負極側電解液容器と前記セルスタック間に配設した正極側液体循環ポンプと負極側液体循環ポンプにより、前記電解液の移動速度を速くする。
In the redox flow battery of the invention of claim 1, the DC output of two or more cell stacks is obtained by a storage battery output circuit connected in series.
Also, when the output of the solar panel is no longer higher than the output, the electrolyte flow through the cell stack is the same regardless of charging and discharging, accommodating electrolytes with different characteristics. The positive electrode side liquid circulation pump and the negative electrode side liquid circulation pump disposed between the positive electrode side electrolyte container and the negative electrode side electrolyte container and the cell stack increase the moving speed of the electrolyte.

したがって、前記セルスタックからの直流出力は、または2以上の直列で2以上の直並列接続は、蓄電池出力回路によって直流出力を得る。よって、正極側充放電循環路と負極側充放電循環路の流体抵抗が高くても、短いセルスタックとして対応可能であるから、しかも、直流接続すれば所定の直流電圧が確保でき、かつ、正極側充放電循環路、負極側充放電循環路を通過する流体抵抗を低く抑えることができ、要求される電力、即ち、電圧及び電流が取出せる。 Therefore, the DC output from the cell stack, or two or more in series and two or more series-parallel connections, is obtained by the battery output circuit. Therefore, even if the fluid resistance of the positive electrode charge/discharge circuit and the negative electrode charge/discharge circuit is high, a short cell stack can be used. The fluid resistance passing through the charge/discharge circuit on the side and the charge/discharge circuit on the negative electrode side can be kept low, and the required electric power, that is, voltage and current can be obtained.

これによって、何らかの前記セルスタックの事故またはセルの事故が生じても、電圧調整回路によってその影響が出にくくなる。
前記電圧調整回路は、前記電解液が「紫色」及び/または「黄色」の時、前記正極側液体循環ポンプ及び前記負極側液体循環ポンプの前記電解液の移動速度を遅くし、充電動作を停止する。
As a result, even if any of the cell stack faults or cell faults occur, the voltage regulation circuit will have less of an effect.
When the electrolyte is "purple" and/or "yellow", the voltage adjustment circuit slows down the moving speed of the electrolyte in the positive electrode side liquid circulation pump and the negative electrode side liquid circulation pump, and stops the charging operation. do.

請求項の発明のレドックスフロー電池において、前記電圧調整回路は、前記電解液が「紫色」及び/または「黄色」の時、前記正極側液体循環ポンプ及び前記負極側液体循環ポンプの前記電解液の移動速度を遅くするか、移動速度を停止するものであるから、請求項3の効果に加えて、前記電解液が「紫色」及び/または「黄色」になった時には、充電完了を意味するから、前記正極側液体循環ポンプ及び前記負極側液体循環ポンプの送給は不要であるから、即ち、単に充放電の負荷を付加しているものであるから、それを負荷から外すものである。 In the redox flow battery of the first aspect of the invention, the voltage regulation circuit controls the electrolyte solution of the positive electrode side liquid circulation pump and the negative electrode side liquid circulation pump when the electrolyte solution is "purple" and/or "yellow". slows down or stops the movement speed of the electrolyte, in addition to the effect of claim 3, when the electrolyte becomes "purple" and/or "yellow", it means that charging is completed. Therefore, since the supply of the positive electrode side liquid circulation pump and the negative electrode side liquid circulation pump is not necessary, that is, since the charge/discharge load is simply added, it is removed from the load.

図1は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池の原理を説明する構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram explaining the principle of a redox flow battery according to an embodiment of the present invention. 図2は本発明の実施の形態の他の例のレドックスフロー電池の原理を説明する構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram explaining the principle of a redox flow battery of another example of the embodiment of the present invention. 図3は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池のセルスタックの原理を説明する構成図で、(a)はセルスタックの部分展開図、(b)は部分組立図、(c)はレドックスフロー電池としての部分組立図である。FIG. 3 is a configuration diagram for explaining the principle of the cell stack of the redox flow battery according to the embodiment of the present invention, (a) is a partial exploded view of the cell stack, (b) is a partial assembly diagram, and (c) is a redox flow. It is a partial assembly drawing as a battery. 図4は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池のインペラポンプの原理を説明する構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram explaining the principle of the impeller pump of the redox flow battery according to the embodiment of the present invention. 図5は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池の液体循環ポンプを1台使用した動作を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the operation of the redox flow battery according to the embodiment of the present invention using one liquid circulation pump. 図6は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池の液体循環ポンプを2台使用した動作を説明する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operation using two liquid circulation pumps of the redox flow battery according to the embodiment of the present invention. 図7は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池の原理を説明する「紫色」と「緑色」、「黄色」と「青色」の波長・感度特性図である。FIG. 7 is a wavelength/sensitivity characteristic diagram of “purple” and “green” and “yellow” and “blue” for explaining the principle of the redox flow battery according to the embodiment of the present invention. 図8は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用するカラートライアングルの原理を説明する説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the principle of the color triangle used in the redox flow battery of the embodiment of the invention. 図9は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用する電解液容器に装着する電解液分配器を説明する説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an electrolytic solution distributor attached to an electrolytic solution container used in the redox flow battery according to the embodiment of the present invention. 図10は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用する電解液容器に装着する電解液分配器の電解液容器に対する取付けを説明する説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams for explaining the attachment of the electrolyte solution distributor to the electrolyte solution container used in the redox flow battery according to the embodiment of the present invention. 図11は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用する電解液容器に装着するフロートセンサの説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a float sensor attached to an electrolytic solution container used in the redox flow battery according to the embodiment of the present invention. 図12は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用する電解液容器に装着するフロートセンサ及び電解液分配器の配設を説明する説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the disposition of a float sensor and an electrolytic solution distributor attached to the electrolytic solution container used in the redox flow battery according to the embodiment of the present invention. 図13は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用する制御動作を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing control operations used in the redox flow battery of the embodiment of the invention. 図14は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用する時限回路の動作を示すフローチャートの他の例である。FIG. 14 is another example of a flowchart showing the operation of the timing circuit used in the redox flow battery of the embodiment of the invention. 図15は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用する1対の電解液容器を使用する説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram using a pair of electrolyte solution containers used in the redox flow battery of the embodiment of the present invention. 図16は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用する2対の電解液容器を使用する説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram using two pairs of electrolyte solution containers used in the redox flow battery of the embodiment of the present invention. 図17は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用する電圧調整回路の動作を示すフローチャートの他の例である。FIG. 17 is another example of a flowchart showing the operation of the voltage regulation circuit used in the redox flow battery according to the embodiment of the invention. 図18は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池で使用する電圧調整回路のブロック図である。FIG. 18 is a block diagram of a voltage regulation circuit used in the redox flow battery of the embodiment of the invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in the embodiment, the same symbols and the same reference numerals in the drawings denote the same or corresponding functional parts, so redundant description thereof will be omitted here.

[実施の形態]
図1において、公知のソーラーパネル301は太陽電池の集合体で、1個の起電力は小さいが、それを複数直列に接続することで特定の電圧まで昇圧している。レドックスフロー電池300を充電するには、ソーラーパネル301側の起電力の印加電圧で、概略的に1.4~1.6倍程度になるように電圧を印加している。最初の充電電圧を低く、充電の進行に合わせて充電電圧を高くさせるものもある。1個の電池(1セル)の発電できる電力は、概略、一辺が数10cmならば、10~100ワット程度である。住宅用として用いられる太陽光発電システムでは、複数のソーラーパネル301が用いられていて、接続箱を介してパワーコンディショナーに接続されている。ソーラーパネル301で発電された電力はインバータ304を介して家庭内で消費され、または他の家庭に送電され、売電の規定によって、売電電力網と繋がっている。この場合は売電電力網へと電力が供給される。なお、このソーラーパネル301の接続箱の説明は省略し、逆流防止用ダイオード302,303のみ説明する。
[Embodiment]
In FIG. 1, a known solar panel 301 is an assembly of solar cells, and although the electromotive force of one cell is small, a plurality of cells are connected in series to raise the voltage to a specific voltage. In order to charge the redox flow battery 300, a voltage is applied so as to be approximately 1.4 to 1.6 times the applied voltage of the electromotive force on the solar panel 301 side. Some have a low initial charge voltage and increase the charge voltage as charging progresses. The power that can be generated by one battery (one cell) is approximately 10 to 100 watts if one side is several tens of centimeters. A photovoltaic power generation system for residential use uses a plurality of solar panels 301, which are connected to a power conditioner via a junction box. The power generated by the solar panel 301 is consumed in the home via the inverter 304 or transmitted to other homes, and is connected to the power selling power grid according to the power selling regulations. In this case, power is supplied to the power grid. The description of the junction box of the solar panel 301 is omitted, and only the backflow prevention diodes 302 and 303 are described.

また、逆流防止用ダイオード302,303はレドックスフロー電池300を充電する際には、レドックスフロー電池300をソーラーパネル301で短絡させないように、逆流防止用ダイオード302,303を両端に接続している。逆流防止用ダイオード302,303の順方向電圧降下は、レドックスフロー電池300を充電する際に、ソーラーパネル301側の起電力を大きくすることにより無視できる。
なお、蓄電池出力回路501は、負極電極24,64並びにリード線26A及び27B、正極電極25,65並びにリード線27A及び27Bで構成している。
In addition, the backflow prevention diodes 302 and 303 are connected to both ends so that the redox flow battery 300 is not short-circuited by the solar panel 301 when the redox flow battery 300 is charged. The forward voltage drop of the backflow prevention diodes 302 and 303 can be ignored by increasing the electromotive force on the solar panel 301 side when charging the redox flow battery 300 .
The storage battery output circuit 501 is composed of the negative electrodes 24, 64 and the lead wires 26A and 27B, and the positive electrodes 25, 65 and the lead wires 27A and 27B.

しかし、逆流防止用ダイオード302,303は、逆耐電圧が高いので、ソーラーパネル301の保護として使用できる。パワーダイオードを使用すれば、耐圧電圧を高くできるし、ダイオードをn個直列に接続すれば、逆耐電圧をn倍することができる。 However, the anti-backflow diodes 302 and 303 can be used to protect the solar panel 301 since they have a high reverse withstand voltage. If a power diode is used, the withstand voltage can be increased, and if n diodes are connected in series, the reverse withstand voltage can be increased by n times.

インバータ304は、直流を所定の周波数、所定の電圧の交流に変換する装置で、技術的には、PWM変調を行っている。交流の電圧や周波数は、交流のままでは変換がし難いので、交流を一旦直流に変換し、再度交流に戻す必要を採用している。この交流から直流に変換し、再度交流に戻す装置のことを「インバータ回路」または「インバータ装置」と云い、一般に、交流から直流にする回路を「コンバータ」、直流から再度交流に変換する回路を「インバータ」という。図1において、商用電源305は単相100[V]であるが、売電として100[V]の事例であるが200[V]としてもよいし、他の電圧としてもよい。 The inverter 304 is a device that converts direct current into alternating current of a predetermined frequency and voltage, and technically performs PWM modulation. Since the voltage and frequency of alternating current are difficult to convert as they are, it is necessary to first convert alternating current to direct current and then back to alternating current again. A device that converts alternating current to direct current and then back to alternating current is called an "inverter circuit" or "inverter device." It's called an "inverter". In FIG. 1, the commercial power source 305 is a single-phase 100 [V], but in the example of 100 [V] for selling power, it may be 200 [V] or other voltages.

ここで、ソーラーパネル301によってレドックスフロー電池300を充電するときには、ソーラーパネル301の出力は、逆流防止用ダイオード302、リード線27Bを介して正極電極65、更に、レドックスフロー電池300を介して、負極電極24のリード線26A、逆流防止用ダイオード303を介して電力が供給される。
また、ソーラーパネル301の出力が低下すると、逆流防止用ダイオード302,303は逆方向バイアス状態となる。即ち、逆流防止用ダイオード302,303はオフ状態となる。このとき、インバータ304はレドックスフロー電池300のリード線27B(27A,27Bの添字A,Bは、同一機能を示すものであり、また、汎用性を有するものは添字A,Bを省略する場合もある)、正極電極24のリード線26(26A,26Bの添字A,Bは、同一機能を示すものであり、また、汎用性を有するものは添字A,Bを省略する場合もある)から電力を導き出し、50Hzまたは60Hzの商用電源305側に出力を行う。
Here, when the redox flow battery 300 is charged by the solar panel 301, the output of the solar panel 301 is transferred to the positive electrode 65 via the backflow prevention diode 302 and the lead wire 27B, and further to the negative electrode via the redox flow battery 300. Electric power is supplied through the lead wire 26A of the electrode 24 and the backflow prevention diode 303 .
Also, when the output of the solar panel 301 decreases, the backflow prevention diodes 302 and 303 are reverse biased. That is, the backflow prevention diodes 302 and 303 are turned off. At this time, the inverter 304 is connected to the lead wire 27B of the redox flow battery 300 (the suffixes A and B of 27A and 27B indicate the same function, and the suffixes A and B may be omitted if the inverter 304 has versatility). ), the lead wire 26 of the positive electrode 24 (the suffixes A and B of 26A and 26B indicate the same function, and the suffixes A and B may be omitted in some cases with general versatility). is derived and output to the commercial power supply 305 side of 50 Hz or 60 Hz.

そして、ソーラーパネル301によって逆流防止用ダイオード302及び逆流防止用ダイオード303を順方向に流しても、レドックスフロー電池300の放電残量が少ないとき、まず、レドックスフロー電池300の電力量を充電により増加させる。
殊に、色彩検出部44の電解液の色彩を「黄色」を100%、・・・「青色」を0%側、また、色彩検出部44の電解液の色彩を「紫色」を100%、・・・「緑色」を0%と側と設定したとき、放電残量が少ない0%側の「青色」、「緑色」から、レドックスフロー電池300の充電を行う。
When the remaining discharge amount of the redox flow battery 300 is low even when the solar panel 301 causes the backflow prevention diode 302 and the backflow prevention diode 303 to flow in the forward direction, first, the electric energy of the redox flow battery 300 is increased by charging. Let
In particular, the color of the electrolytic solution of the color detection unit 44 is set to "yellow" at 100%, . . . . When “green” is set to the 0% side, the redox flow battery 300 is charged from “blue” and “green” on the 0% side where the remaining amount of discharge is small.

また、ソーラーパネル301の出力増によって逆流防止用ダイオード302及び逆流防止用ダイオード303を順方向に流しても、レドックスフロー電池300の放電残量が多いとき、レドックスフロー電池300の電力量を増加させる必要がないので、例えば、色彩検出部44の電解液の色彩をその色彩に対応した表示を行い、充電によるレドックスフロー電池300の放電残量を増加させない。
通常状態では、放電残量が「黄色」で100%の残量、「紫色」で100%の残留とするものであり、閾値の設定により、前記100%を90%または80%等と変更することができる。
何れにせよ、レドックスフロー電池300の放電残量をディスプレイ18で数値表現できればよい。
In addition, even if the reverse current prevention diode 302 and the reverse current prevention diode 303 flow in the forward direction due to an increase in the output of the solar panel 301, the electric energy of the redox flow battery 300 is increased when the remaining discharge amount of the redox flow battery 300 is large. Since it is not necessary, for example, the color of the electrolytic solution of the color detection unit 44 is displayed in accordance with the color, so that the remaining discharge amount of the redox flow battery 300 due to charging is not increased.
In the normal state, the remaining amount of discharge is "yellow" with 100% remaining amount, and "purple" with 100% remaining amount. By setting the threshold value, the 100% is changed to 90%, 80%, or the like. be able to.
In any case, it is sufficient if the residual discharge amount of the redox flow battery 300 can be expressed numerically on the display 18 .

これをまとめると、この実施の形態の太陽光発電を行うソーラーパネル301と、硫酸バナジウム水溶液15,35を電解液として使用するレドックスフロー電池300と、前記ソーラーパネル301及び/または前記レドックスフロー電池300の直流出力を交流に変換するインバータ304とを具備し、前記ソーラーパネル301の起電力が高く、前記ソーラーパネル301に接続した1対の逆流防止用ダイオード302,303の一対のカソード側から前記インバータ304の入力及び前記レドックスフロー電池300の充電入力を得、前記ソーラーパネル301の出力が低くなったとき、前記ソーラーパネル301と前記インバータ304及び前記レドックスフロー電池300との電気的接続を遮断するものである。 To summarize, the solar panel 301 for photovoltaic power generation of this embodiment, the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15 and 35 as electrolytes, the solar panel 301 and/or the redox flow battery 300 and an inverter 304 that converts the DC output of to AC, the electromotive force of the solar panel 301 is high, and from the cathode side of the pair of backflow prevention diodes 302 and 303 connected to the solar panel 301, the inverter 304 and the charging input of the redox flow battery 300, and when the output of the solar panel 301 becomes low, the electrical connection between the solar panel 301 and the inverter 304 and the redox flow battery 300 is cut off. is.

レドックスフロー電池300の出力電圧はVa[V]、ソーラーパネル301の出力電圧はVb[V]とするとき、Va≦Vbとして運転される。1対の逆流防止用ダイオード302,303を使用すると、1対の逆流防止用ダイオード302,303の順方向電圧降下により、Va≦VbはVa<Vbとなる。 When the output voltage of the redox flow battery 300 is Va [V] and the output voltage of the solar panel 301 is Vb [V], the operation is performed with Va≦Vb. When a pair of backflow prevention diodes 302 and 303 are used, Va≦Vb becomes Va<Vb due to forward voltage drop of the pair of backflow prevention diodes 302 and 303 .

本実施の形態のレドックスフロー電池300では、負極側の光ファイバー46a,46b(なお、46a,46bの添字a,bは、同一機能を示すものであり、また、汎用性を有するものは添字a,bを省略する場合もある)で色彩検出部44の電解液の色彩を導いている。その端部を色彩検出部44から2個のカラーセンサ17に色彩を導き、各出力をディスプレイ18に放電残量を出力している。
レドックスフロー電池300の使用可能な放電残量は、光ファイバー46の上端にあるカラーセンサ17に「黄色」を90~100%の残量、「紫色」を90~100%の残留と表示させることができる。
何れにせよ、レドックスフロー電池300の放電残量の大きさを、表現することができる。
In the redox flow battery 300 of the present embodiment, the optical fibers 46a and 46b on the negative electrode side (the suffixes a and b of 46a and 46b indicate the same function, and those having versatility b) may be omitted), the color of the electrolytic solution in the color detection unit 44 is derived. The end portion is led from the color detection section 44 to the two color sensors 17 , and each output is output to the display 18 to indicate the remaining amount of discharge.
The usable remaining discharge capacity of the redox flow battery 300 can be indicated by the color sensor 17 at the upper end of the optical fiber 46 indicating that "yellow" indicates 90 to 100% remaining capacity and "purple" indicates 90 to 100% remaining capacity. can.
In any case, the magnitude of the remaining discharge capacity of the redox flow battery 300 can be expressed.

色彩検出部44の電解液の色彩から、電解液の「紫色」と「緑色」の領域、「黄色」と「青色」の領域の何れに該当する色彩が存在すると、光ファイバー46の上端にあるカラーセンサ17で検出できる。このとき、ディスプレイ18との数値は、原理的には、同一であるべきである。しかし、その数値が大きく離れるときがある。その理由としては、負極側または正極側の電解液に異物が混入したとき、光ファイバー46及びカラーセンサ17のセンサ異常のときである。
ディスプレイ18との数値が大きく開いたときには、本実施の形態のレドックスフロー電池300の異常であるから、それに気づいて早く修理する必要がある。電解液に異物が入ったときも、何れも、レドックスフロー電池300としての特性がなくなるので、早く修理する必要がある。
勿論、光ファイバー46及びカラーセンサ17からなるディスプレイ18は、現実には合致しないから、ディスプレイ18を2個配設するよりも1個の方が廉価である。
Based on the colors of the electrolytic solution detected by the color detection unit 44, if there is a color corresponding to either the “purple” and “green” regions or the “yellow” and “blue” regions of the electrolytic solution, the color at the upper end of the optical fiber 46 is detected. It can be detected by the sensor 17 . At this time, the numerical values of the display 18 should be the same in principle. However, there are times when the numbers are far apart. The reason for this is when a foreign substance is mixed in the electrolytic solution on the negative electrode side or the positive electrode side, and when the optical fiber 46 and the color sensor 17 are abnormal.
When the numerical value on the display 18 is greatly different, it means that the redox flow battery 300 of the present embodiment is abnormal, so it needs to be noticed and repaired as soon as possible. Even when a foreign substance enters the electrolyte, the characteristics of the redox flow battery 300 are lost, so it is necessary to repair it as soon as possible.
Of course, the display 18 consisting of the optical fiber 46 and the color sensor 17 does not match reality, so one display 18 is cheaper than two.

したがって、ソーラーパネル301によって逆流防止用ダイオード302及び逆流防止用ダイオード303を順方向に流れるときに、レドックスフロー電池300の放電残量が多いとき、レドックスフロー電池300の放電残量が少ないときの動作を分け、例えば、放電残量が60%以下の場合に、レドックスフロー電池300の電力量を100%に持ち上げてから通常制御に入るようにしている。例えば、色彩検出部44の電解液の色彩を「黄色」100%以下のとき、または、色彩検出部44の電解液の色彩を「紫色」100%以下のとき、放電残量が100%になるようにする場合がある。
この場合には、ソーラーパネル301によって逆流防止用ダイオード302及び逆流防止用ダイオード303を順方向に流し、ソーラーパネル301でレドックスフロー電池300を充電しながら、インバータ304で商用電源305に対する売電として使用する。
Therefore, when the solar panel 301 causes the forward current to flow through the anti-backflow diode 302 and the anti-backflow diode 303, the operation when the redox flow battery 300 has a large amount of discharge remaining and when the redox flow battery 300 has a small amount of discharge. For example, when the remaining amount of discharge is 60% or less, the power amount of the redox flow battery 300 is increased to 100% and then normal control is started. For example, when the color of the electrolytic solution detected by the color detection unit 44 is "yellow" 100% or less, or when the color of the electrolytic solution detected by the color detection unit 44 is "purple" 100% or less, the remaining amount of discharge becomes 100%. may do so.
In this case, the solar panel 301 forwards the backflow prevention diode 302 and the backflow prevention diode 303, and while the solar panel 301 charges the redox flow battery 300, the inverter 304 sells power to the commercial power source 305. do.

放電残量を、例えば、光ファイバー46の端部にあるカラーセンサ17により「黄色」を100%未満の残量、「紫色」を100%未満の残量と設定した場合、インバータ制御によりインバータ304の入力を断ち、レドックスフロー電池300を充電することができる。この場合には、レドックスフロー電池300に100%の充電された状態からスタートすることになり、レドックスフロー電池300の充電に要する電力のみを供給する。本来の余剰電力は、インバータ304側を遮断しているから、インバータ304はその制御に入れない。
このように、カラーセンサ17による「黄色」、「紫色」との間に、インバータ304の入力を断ち、レドックスフロー電池300を100%の充電完了からスタートすることができる。
For example, when the color sensor 17 at the end of the optical fiber 46 sets the remaining amount of discharge to “yellow” as less than 100% and “purple” as less than 100%, the inverter 304 is controlled by inverter control. The input can be cut off and the redox flow battery 300 can be charged. In this case, the redox flow battery 300 is started from a 100% charged state, and only the power required for charging the redox flow battery 300 is supplied. Since the original surplus power is cut off on the inverter 304 side, the inverter 304 cannot be controlled.
In this way, between "yellow" and "purple" by the color sensor 17, the input to the inverter 304 can be cut off and the redox flow battery 300 can be started from 100% charging completion.

図1に示すように、負極側の電解液容器11には硫酸バナジウム水溶液15が充填されている。硫酸バナジウム水溶液15は液体循環ポンプ12によって、必要数の隔膜を積層したセルスタック20と電解液容器11との間を循環管路13a、液体循環ポンプ12、循環管路13b、循環管路13cによって電解液の循環管路を形成している。 As shown in FIG. 1, an electrolytic solution container 11 on the negative electrode side is filled with an aqueous vanadium sulfate solution 15 . The vanadium sulfate aqueous solution 15 is circulated between the electrolyte container 11 and the cell stack 20 in which the required number of diaphragms are laminated by the liquid circulation pump 12 through the circulation line 13a, the liquid circulation pump 12, the circulation line 13b, and the circulation line 13c. It forms a circulation line for the electrolytic solution.

同様に、正極側の電解液容器31には硫酸バナジウム水溶液35が充填されている。硫酸バナジウム水溶液35は液体循環ポンプ32によって、必要数の隔膜を積層したセルスタック20と電解液容器32との間を循環管路33a、液体循環ポンプ32、循環管路13b、循環管路13cによって循環する循環管路を形成している。 Similarly, the electrolytic solution container 31 on the positive electrode side is filled with a vanadium sulfate aqueous solution 35 . A vanadium sulfate aqueous solution 35 is circulated between the cell stack 20 in which the necessary number of diaphragms are laminated and the electrolytic solution container 32 by a liquid circulation pump 32 through a circulation line 33a, a liquid circulation pump 32, a circulation line 13b, and a circulation line 13c. It forms a circulating circulation pipeline.

次に、図3(a)乃至(c)に示すセルスタック20の積層工程について説明する。
複数の正極電極102、隔膜103、負極電極104、双極板105、一対の集電板、一対のクッション層、金属層が形成された双極板105及びその外周に装着されたフレーム101を有する単セル(最小単位のセル)の集合によりセルスタック20を構成している。
更に詳しくは、一対のエンドプレート101及びそのエンドプレート101を締付ける締付機構107を用意する。この締付機構107は、締付軸108と、その締付軸108の両端に螺合されるナット110と、そのナット110とエンドプレート101の間に介在される。
Next, the stacking process of the cell stack 20 shown in FIGS. 3(a) to 3(c) will be described.
A single cell having a plurality of positive electrodes 102, a diaphragm 103, a negative electrode 104, a bipolar plate 105, a pair of current collector plates, a pair of cushion layers, a bipolar plate 105 formed with a metal layer, and a frame 101 attached to the outer periphery thereof. A cell stack 20 is composed of a set of (minimum unit cells).
More specifically, a pair of end plates 101 and a tightening mechanism 107 for tightening the end plates 101 are prepared. The tightening mechanism 107 is interposed between a tightening shaft 108 , nuts 110 screwed onto both ends of the tightening shaft 108 , and the nuts 110 and end plates 101 .

セルスタック20の全体は、上部に熱交換器として機能するフィンに沿ってファン111の風路を配設しているセルスタック容器120に格納されている。セルスタック容器120には、セルスタック20を冷却する必要数の冷却用のファン111が配設され、必要に応じて冷却を行えるようになっている。
セルスタック20の底面側も、セルスタック20からセルスタック容器120が浮き上がる波構造112となっている。即ち、セルスタック20は、セルスタック容器120に格納され、セルスタック20とセルスタック容器120によって冷却されるようになっている。
The entire cell stack 20 is housed in a cell stack container 120 in which air paths for fans 111 are arranged along fins functioning as heat exchangers. The cell stack container 120 is provided with a required number of cooling fans 111 for cooling the cell stack 20 so that cooling can be performed as required.
The bottom side of the cell stack 20 also has a wave structure 112 in which the cell stack container 120 is lifted from the cell stack 20 . That is, the cell stack 20 is stored in the cell stack container 120 and cooled by the cell stack 20 and the cell stack container 120 .

そして、エンドプレート101に締付軸108とナット110を取付ける。締付軸108を取付けたエンドプレート101を設置面に平行にして、そのエンドプレート101に集電板を配置し、その上にクッション層を介在させて、金属層が形成された双極板105を具えるセルフレームを積層する。続けて、正極電極102、負極電極104、隔膜104、負極電極104(正極電極102)からなる単セルを繰り返し積層する。この積層工程は、集電構造上に、順次正極電極102、隔膜103、負極電極104を一枚ずつ積み重ねる。所定数のセルフレームや正極電極102、隔膜103、負極電極104を積層した積層体をエンドプレート101上の集電構造に載せることを繰り返して行っても良い。そして、所望のセル数を積層した後、再び、金属層が形成された双極板105を有するセルフレームを最後のセルに抱き合わせ、クッション層を介在させて集電板を積層する。 Then, the tightening shaft 108 and the nut 110 are attached to the end plate 101 . The end plate 101 to which the tightening shaft 108 is attached is parallel to the installation surface, a current collector plate is arranged on the end plate 101, a cushion layer is interposed thereon, and a bipolar plate 105 having a metal layer is formed. The cell frames comprising are laminated. Subsequently, single cells each composed of a positive electrode 102, a negative electrode 104, a diaphragm 104, and a negative electrode 104 (positive electrode 102) are stacked repeatedly. In this stacking step, the positive electrode 102, the diaphragm 103, and the negative electrode 104 are sequentially stacked one by one on the current collecting structure. A laminated body in which a predetermined number of cell frames, positive electrodes 102 , diaphragms 103 and negative electrodes 104 are laminated may be repeatedly placed on the current collecting structure on the end plate 101 . After stacking the desired number of cells, the cell frame having the bipolar plate 105 with the metal layer formed thereon is again joined to the last cell, and the current collector plate is stacked with the cushion layer interposed therebetween.

双極板105に、双極板105よりも導電率の高い金属材料からなる金属層を形成することで、正電極板102、負極電極104と双極板105とを導通させ易くなる。加えて、可撓性を有するクッション層を双極板105と集電板との間、特に、双極板に形成される金属層と集電板との間に介在させることで、負圧下においても、金属層と集電板との導通面積を多くとることができる。したがって、集電板と双極板105との間における抵抗を低減できるとともに、抵抗の上昇を抑制することもできる。
集電板と双極板105との間の抵抗を低減でき、かつ、負圧下における抵抗の上昇を抑制できるので、電池出力の低下や、電池容量の低下等、抵抗による電気的損失を低減することができる。したがって、電気的損失の少ない電池となる。
By forming a metal layer made of a metal material having a higher conductivity than that of the bipolar plate 105 on the bipolar plate 105, the positive electrode plate 102, the negative electrode 104, and the bipolar plate 105 can be easily connected. In addition, by interposing a flexible cushion layer between the bipolar plate 105 and the collector plate, particularly between the metal layer formed on the bipolar plate and the collector plate, even under negative pressure, A large conductive area can be secured between the metal layer and the current collector plate. Therefore, the resistance between the current collecting plate and the bipolar plate 105 can be reduced, and an increase in the resistance can be suppressed.
Since the resistance between the current collecting plate and the bipolar plate 105 can be reduced and the increase in resistance under negative pressure can be suppressed, electrical loss due to resistance, such as a decrease in battery output and a decrease in battery capacity, can be reduced. can be done. Therefore, it becomes a battery with little electric loss.

セルスタック20は負電極と隔膜からなる電極板102とが交互に配設され、リード線26Aによって負側のインバータ304に接続されている。同様に、セルスタック20は負極電極24と隔膜23からなる正極電極25とが交互に配設され、リード線27によって正側の正極側セル路22に接続されている。
また、セルスタック20は、電解液容器11の硫酸バナジウム水溶液15が循環する負極側セル路21、及び電解液容器31の硫酸バナジウム水溶液35が循環する正極側セル路22が形成され、液体循環ポンプ12及び液体循環ポンプ32によって電解液容器11または電解液容器31が連結されている。
In the cell stack 20, negative electrodes and electrode plates 102 made of diaphragms are alternately arranged and connected to a negative inverter 304 by a lead wire 26A. Similarly, in the cell stack 20 , negative electrodes 24 and positive electrodes 25 composed of diaphragms 23 are alternately arranged and connected to the positive cell path 22 on the positive side by lead wires 27 .
In the cell stack 20, a negative electrode cell path 21 through which the vanadium sulfate aqueous solution 15 of the electrolytic solution container 11 circulates, and a positive electrode side cell channel 22 through which the vanadium sulfate aqueous solution 35 of the electrolytic solution container 31 is circulated are formed. 12 and a liquid circulation pump 32 connect the electrolyte container 11 or the electrolyte container 31 .

本実施の形態のレドックスフロー電池300は、その端子電圧が低いとき、ソーラーパネル301から充電を行う。正確には、逆流防止用ダイオード302,303の順方向電圧降下の2倍をソーラーパネル301の出力に加算した電圧以上で、ソーラーパネル301からレドックスフロー電池300の充電を行う。
レドックスフロー電池300の端子電圧が、ソーラーパネル301の出力電圧値のとき、インバータ304は直流を交流に変換して、売電の交流発電機305側に電力を出力する。
Redox flow battery 300 of the present embodiment is charged from solar panel 301 when its terminal voltage is low. More precisely, the redox flow battery 300 is charged from the solar panel 301 at a voltage equal to or higher than the output of the solar panel 301 plus twice the forward voltage drop of the backflow prevention diodes 302 and 303 .
When the terminal voltage of the redox flow battery 300 is the output voltage value of the solar panel 301, the inverter 304 converts direct current into alternating current and outputs the power to the AC generator 305 side for selling power.

このとき、ソーラーパネル301の出力が低下したとすると、ソーラーパネル301は逆流防止用ダイオード302,303で逆バイアスになるから、ソーラーパネル301はレドックスフロー電池300から保護される。ところが、レドックスフロー電池300はインバータ304の入力となっているから、レドックスフロー電池300の充電電圧を使用してしまう可能性がある。
そこで、図1、図2に示すように、ソーラーパネル301とインバータ304の接続点に、逆流防止用ダイオード302を順方向に接続し、また、ソーラーパネル301とインバータ304の接続点に接続する側のリード線26aに、逆流防止用ダイオード302を順方向に接続する。
At this time, if the output of the solar panel 301 decreases, the solar panel 301 is reverse biased by the backflow prevention diodes 302 and 303 , so the solar panel 301 is protected from the redox flow battery 300 . However, since the redox flow battery 300 is an input of the inverter 304, there is a possibility that the charged voltage of the redox flow battery 300 will be used.
Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, a backflow prevention diode 302 is connected in the forward direction to the connection point between the solar panel 301 and the inverter 304, and the side connected to the connection point between the solar panel 301 and the inverter 304 A backflow prevention diode 302 is connected in the forward direction to the lead wire 26a.

これによって、ソーラーパネル301の起電力はインバータ304に出力され、インバータ304側の負荷の少ないときには、レドックスフロー電池300の充電を行う。
したがって、インバータ304の負荷が軽い場合には、ソーラーパネル301の起電力はレドックスフロー電池300の充電を主として行う。通常状態では、ソーラーパネル301の起電力は、インバータ304の負荷に合わせて出力し、余剰電力で、レドックスフロー電池300の充電を行う。
夜間のようなソーラーパネル301の起電力がないとき、レドックスフロー電池300の放電により、インバータ304から出力する。この出力は家庭内負荷として、家庭外負荷として使用される。
As a result, the electromotive force of the solar panel 301 is output to the inverter 304, and the redox flow battery 300 is charged when the load on the inverter 304 side is small.
Therefore, when the load of the inverter 304 is light, the electromotive force of the solar panel 301 mainly charges the redox flow battery 300 . In a normal state, the electromotive force of the solar panel 301 is output in accordance with the load of the inverter 304, and the redox flow battery 300 is charged with surplus power.
When there is no electromotive force from the solar panel 301 , such as at night, the electric discharge of the redox flow battery 300 causes an output from the inverter 304 . This output is used as a domestic load and as an external load.

図1及び図2では、ソーラーパネル301の両端子に逆流防止用ダイオード302,303を接続している。したがって、逆流防止用ダイオード302,303は逆耐電圧を高くでき、ソーラーパネル301の各セルを保護することができる。そして、レドックスフロー電池300の両端の逆流防止用ダイオード302,303は、逆接続を防止できる。
この回路は、通常状態でダイオードの順方向電圧降下の影響を受けないので、ロスが少ない。
1 and 2, backflow prevention diodes 302 and 303 are connected to both terminals of the solar panel 301 . Therefore, the backflow prevention diodes 302 and 303 can have a high reverse withstand voltage and can protect each cell of the solar panel 301 . The reverse current prevention diodes 302 and 303 at both ends of the redox flow battery 300 can prevent reverse connection.
This circuit has less loss because it is not affected by the forward voltage drop of the diode under normal conditions.

本実施の形態で使用している液体循環ポンプ12,32と液体循環ポンプ12,32,52,72は、実施例ではスムーズフローポンプ(株式会社タクミナ製造)を使用したが、例えば、オール樹脂水中ポンプセムポン、ソレノイド駆動式ダイヤフラム定量ポンプ(セムコーポレーション)等のように合成樹脂で電解液の流路全体がカバーされているものであればよい。液体循環ポンプ機能の全体が樹脂で覆われていればよい。何れにせよ、液体送給用のポンプを構成する構成材が、合成樹脂により構成されてもよく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリエステル等で硫酸バナジウム水溶液15または硫酸バナジウム水溶液35を送給する構成を形成している。 As the liquid circulation pumps 12, 32 and the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 used in the present embodiment, Smoothflow pumps (manufactured by Takumina Co., Ltd.) are used in this embodiment. A pump Sempon, a solenoid-driven diaphragm metering pump (Sem Corporation), etc. may be used as long as the entire passage of the electrolytic solution is covered with a synthetic resin. It is sufficient that the entire liquid circulation pump function is covered with resin. In any case, the constituent material constituting the liquid feeding pump may be made of a synthetic resin such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, nylon, polyester, etc., to feed the vanadium sulfate aqueous solution 15 or the vanadium sulfate aqueous solution 35. forming a composition.

図5は液体循環ポンプ12(32,52,72)の動作を説明する説明図である。
負極側セル路21から循環管路13a、液体循環ポンプ12、循環管路13bから電解液容器11の硫酸バナジウム水溶液15に入り挿入循環管路53から排出し、撹拌した硫酸バナジウム水溶液15を管路61から吸引し、循環管路13bを介して、負極側セル路21に戻る液体の循環経路である。
したがって、液体循環ポンプ12は、負極側セル路21の硫酸バナジウム水溶液15を循環させ、負極側セル路21に対してバナジウムイオンの『価』数の違いを明確にする循環経路を形成している。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the liquid circulation pump 12 (32, 52, 72).
The vanadium sulfate aqueous solution 15 enters the electrolytic solution container 11 from the negative electrode-side cell path 21, the liquid circulation pump 12, and the circulation conduit 13b. 61 and returns to the negative cell path 21 via the circulation conduit 13b.
Therefore, the liquid circulation pump 12 circulates the vanadium sulfate aqueous solution 15 in the negative electrode cell path 21 to form a circulation path that makes clear the difference in the "valence" of vanadium ions in the negative electrode cell path 21. .

図6は液体循環ポンプ12を2台使用した実施例を説明する説明図である。
負極側セル路21から循環管路13a、液体循環ポンプ12a、循環管路13bによって、電解液容器11aの中の硫酸バナジウム水溶液15aが挿入循環管路53aから排出し、そして、撹拌し、撹拌した硫酸バナジウム水溶液15を管路61aから吸収し、更に、循環管路13b1、液体循環ポンプ12b、循環管路13b2から電解液容器11bの硫酸バナジウム水溶液15b中の挿入循環管路53bから排出し、撹拌した硫酸バナジウム水溶液15を管路61bから吸収し、循環管路13cを介して、負極側セル路21に戻る液体の第1の循環経路及び第2の循環経路である。負極側セル路21の硫酸バナジウム水溶液15を循環させ、負極側セル路21に対してバナジウムイオンの『価』数の違いを明確にする循環経路を形成している。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining an embodiment in which two liquid circulation pumps 12 are used.
The vanadium sulfate aqueous solution 15a in the electrolytic solution container 11a was discharged from the insertion circulation line 53a by the circulation line 13a, the liquid circulation pump 12a, and the circulation line 13b from the negative electrode cell line 21, and stirred. The vanadium sulfate aqueous solution 15 is absorbed from the conduit 61a, and is further discharged from the circulation conduit 13b1 , the liquid circulation pump 12b, and the circulation conduit 13b2 through the insertion circulation conduit 53b in the vanadium sulfate aqueous solution 15b of the electrolyte container 11b. , a liquid first circulation route and a second circulation route for absorbing the stirred vanadium sulfate aqueous solution 15 from the conduit 61b and returning to the negative electrode cell conduit 21 via the circulation conduit 13c. The vanadium sulfate aqueous solution 15 in the negative electrode cell path 21 is circulated to form a circulation path that makes clear the difference in the "valence" of vanadium ions with respect to the negative electrode cell path 21 .

インペラポンプの概略図を図4としてまとめた。他に、ギヤポンプ、ベーンポンプ等も使用でき、本発明を実施するには、インペラポンプに限定さるものではない。
インペラポンプは電動機を収容した本体部201と、吸入口206及び吐出口207を本体部201のフランジ204に、ポンプ部209のフランジ203を取付けている。インペラ208は本体部201の電動機のシャフトに取付けられており、電動機と同一回転数で回転する。
なお、インペラ208の吐出口207の逆方向に配設されているのは、座部202である。
したがって、本体部201の内部の電動機が回転すると、電解液に遠心力が加わり、吐出口207から放射方向に飛び出し、吸入口206側を負圧とする。よって、インペラポンプは液体循環ポンプ12と液体循環ポンプ32として機能する。
通常、液体循環ポンプ12と液体循環ポンプ32は、空気を巻き込まない構成として使用される。
A schematic diagram of the impeller pump is summarized as FIG. Alternatively, gear pumps, vane pumps, etc. may be used, and the practice of the present invention is not limited to impeller pumps.
The impeller pump has a body portion 201 containing an electric motor, a suction port 206 and a discharge port 207 attached to a flange 204 of the body portion 201, and a pump portion 209 having a flange 203 attached thereto. The impeller 208 is attached to the shaft of the electric motor of the main body 201 and rotates at the same rotation speed as the electric motor.
A seat portion 202 is arranged in the opposite direction of the discharge port 207 of the impeller 208 .
Therefore, when the electric motor inside the main body 201 rotates, centrifugal force is applied to the electrolytic solution, and the electrolytic solution flies out in the radial direction from the discharge port 207 to create a negative pressure on the suction port 206 side. The impeller pump thus functions as the liquid circulation pump 12 and the liquid circulation pump 32 .
Normally, the liquid circulation pump 12 and the liquid circulation pump 32 are used so as not to entrain air.

ここで、液体循環ポンプ12と液体循環ポンプ32を定速回転とし、負極側セル路21から循環管路13a、液体循環ポンプ12、循環管路13b、電解液容器11、循環管路13c、負極側セル路21と硫酸バナジウム水溶液15が循環する。同時に、液体循環ポンプ32の回転により、正極側セル路22から循環管路33a、液体循環ポンプ22、循環管路33b、電解液容器21、循環管路33c、正極側セル路22と硫酸バナジウム水溶液15が循環する。
このとき、ソーラーパネル301は、レドックスフロー電池300に充放電を行い、インバータ304は、特定のプログラムに従って、売電の交流発電機305側に電力を供給する。ソーラーパネル301の出力は、所定の直流電圧として、リード線26によって負の電圧を、リード線27に正の電圧を印加する。
Here, the liquid circulation pump 12 and the liquid circulation pump 32 are set to rotate at a constant speed, and from the negative electrode cell path 21, the circulation line 13a, the liquid circulation pump 12, the circulation line 13b, the electrolyte container 11, the circulation line 13c, and the negative electrode. The side cell path 21 and the vanadium sulfate aqueous solution 15 circulate. At the same time, due to the rotation of the liquid circulation pump 32, from the positive cell line 22 to the circulation line 33a, the liquid circulation pump 22, the circulation line 33b, the electrolyte container 21, the circulation line 33c, the positive electrode side cell line 22 and the vanadium sulfate aqueous solution. 15 circulates.
At this time, the solar panel 301 charges and discharges the redox flow battery 300, and the inverter 304 supplies electric power to the power selling AC generator 305 side according to a specific program. The output of the solar panel 301 applies a negative voltage through the lead wire 26 and a positive voltage through the lead wire 27 as a predetermined DC voltage.

また、液体循環ポンプ12と液体循環ポンプ32を正圧側と負圧側に2台配設しても、インペラ208の吸入口206側から吐出口207の間には、インペラ208とポンプ部209が密閉状態にないから、流体抵抗が小さく液体の流れを流れ難くすることがなく、1/2台の負荷で運転できる。
そして、液体循環ポンプ12の2台と、液体循環ポンプ32の2台を同時駆動させたときは、インペラ208の吸入口206側から吐出口207の間には各々2倍の流速の電解液の流れが生じるから、0.5倍と2倍の能力で駆動させることができる。液体循環ポンプ12の3台及び液体循環ポンプ32の3台配設した場合も同様となり、必要に応じて設定された能力で駆動させることができる。
Further, even if two liquid circulation pumps 12 and 32 are arranged on the positive pressure side and the negative pressure side, the impeller 208 and the pump section 209 are sealed between the suction port 206 side of the impeller 208 and the discharge port 207. Since the fluid resistance is small, the fluid flow does not become difficult, and the operation can be performed with a load of 1/2.
When the two liquid circulation pumps 12 and the two liquid circulation pumps 32 are simultaneously driven, the flow rate of the electrolyte between the suction port 206 side and the discharge port 207 of the impeller 208 is doubled. Since there is a flow, it can be driven at 0.5 and 2 times the capacity. The same is true when three liquid circulation pumps 12 and three liquid circulation pumps 32 are arranged, and they can be driven with the set capacity according to need.

図5は、負極側セル路21から循環管路13a、1台の液体循環ポンプ12、循環管路13b、電解液容器11、循環管路13c、負極側セル路21と硫酸バナジウム水溶液15が循環する。同時に、液体循環ポンプ32の回転により、正極側セル容器22から循環管路33a、1台の液体循環ポンプ32、循環管路33b、電解液容器31、循環管路33c、負極側セル容器21と硫酸バナジウム水溶液15が循環する循環系を示すものである。図5は負極側セル路21の循環を示すものであるが、図示していない正極側セル容器22の循環を示すものである。 In FIG. 5, a circulation line 13a, one liquid circulation pump 12, a circulation line 13b, an electrolyte container 11, a circulation line 13c, a negative electrode cell line 21, and an aqueous vanadium sulfate solution 15 are circulated from the negative electrode cell line 21. do. At the same time, due to the rotation of the liquid circulation pump 32, from the positive electrode side cell container 22 to the circulation line 33a, one liquid circulation pump 32, the circulation line 33b, the electrolyte container 31, the circulation line 33c, the negative electrode side cell container 21, and so on. It shows a circulation system in which the vanadium sulfate aqueous solution 15 circulates. FIG. 5 shows the circulation of the negative electrode cell path 21, and also the circulation of the positive electrode cell container 22 (not shown).

図6は負極側セル路21から循環管路13a、1台の液体循環ポンプ12a、循環管路13b、電解液容器11aの循環管路13b1、他の1台の液体循環ポンプ12b、電解液容器11bの循環管路13b2、電解液容器11bの循環管路13c、負極側セル路21と循環する。
また、図6に示していないが、負極側セル路21a及び負極側セル路21bの循環は、正極側セル路22、正極側セル路22a及び正極側セル路22bの循環を示すものと対をなす。
FIG. 6 shows a circuit from the negative cell line 21 to the circulation line 13a, one liquid circulation pump 12a, the circulation line 13b, the circulation line 13b1 of the electrolytic solution container 11a, the other liquid circulation pump 12b, and the electrolytic solution. It circulates through the circulation line 13 b2 of the container 11b, the circulation line 13c of the electrolyte container 11b, and the negative cell line 21.
Although not shown in FIG. 6, the circulation of the negative cell path 21a and the negative cell path 21b is paired with the circulation of the positive cell path 22, the positive cell path 22a and the positive cell path 22b. Eggplant.

また、硫酸バナジウム水溶液15,35は、次の化学式のように変化する。
正極の反応は VO2+ + H2O →/← VO2 + + e- + 2H+
(4価(青)) (5価(黄))
負極の反応は VO3+ + e- →/← VO2+
(3価(緑)) (2価(紫))
但し、矢印→は充電、矢印←は放電である。
硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができる。
このように、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液15,35が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75に劣化が生じない。
Also, the vanadium sulfate aqueous solutions 15 and 35 change as shown in the following chemical formulas.
The positive electrode reaction is VO 2+ + H 2 O →/← VO 2 + + e + 2H +
(tetravalent (blue)) (pentavalent (yellow))
The negative electrode reaction is VO 3+ + e - →/← VO 2+
(Trivalent (green)) (Divalent (purple))
However, the arrow → indicates charging, and the arrow ← indicates discharging.
In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 as the electrolyte, the positive and negative electrodes can be charged and discharged by increasing or decreasing the "valence" of vanadium ions.
In this way, in the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 as the electrolyte, the positive electrode and the negative electrode can be charged and discharged by increasing and decreasing the "valence" of vanadium ions. Since the vanadium aqueous solutions 15 and 35 do not deteriorate in principle, the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55 and 75 do not deteriorate.

硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300に使用する負極の2価バナジウムは「紫色」、3価バナジウムは「緑色」、また、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。負極は充電完了のとき2価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、3価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき2価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、4価バナジウムは「青色」となる。 In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 as the electrolyte, the divalent vanadium of the negative electrode is “purple”, the trivalent vanadium is “green”, and the tetravalent vanadium of the positive electrode is “blue”. ”, pentavalent vanadium is “yellow”. In the negative electrode, the divalent vanadium becomes "purple" when charging is completed, and the trivalent vanadium becomes "green" when discharging is completed. Moreover, the tetravalent vanadium of the positive electrode is "blue", and the pentavalent vanadium is "yellow". When the positive electrode is completely charged, the divalent vanadium becomes "yellow", and when the discharging is completed, the tetravalent vanadium becomes "blue".

したがって、これを図8のカラートライアングルで示すと、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」となり、「黄色」と「青色」との間を直線で結ぶ領域上の色彩を移動することになる。
負極の2価バナジウムの「紫色」、3価バナジウムの「緑色」を直線で結んだ領域上を移動することになる。正極の4価バナジウムの「青色」、5価バナジウムの「黄色」を結んだ線上を移動することになる。論理的には、色彩は直線的に変化するが、誤差等により領域を変化するといえる。
Therefore, if this is shown by the color triangle in FIG. will be moved.
It moves on the region where the "purple" of the negative electrode's divalent vanadium and the "green" of the trivalent vanadium are connected by straight lines. It will move on the line connecting the "blue" of tetravalent vanadium of the positive electrode and the "yellow" of pentavalent vanadium. Theoretically, the color changes linearly, but it can be said that the area changes due to an error or the like.

硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300に使用する負極は、2価バナジウムが「紫色」、3価バナジウムが「緑色」、また、正極は4価バナジウムが「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。負極は充電完了のとき2価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、3価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき2価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、4価バナジウムは「青色」となる。 The negative electrode used in the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 as the electrolyte has divalent vanadium of “purple”, trivalent vanadium of “green”, and the positive electrode of tetravalent vanadium of “ blue”, pentavalent vanadium is “yellow”. In the negative electrode, the divalent vanadium becomes "purple" when charging is completed, and the trivalent vanadium becomes "green" when discharging is completed. Moreover, the tetravalent vanadium of the positive electrode is "blue", and the pentavalent vanadium is "yellow". When the positive electrode is completely charged, the divalent vanadium becomes "yellow", and when the discharging is completed, the tetravalent vanadium becomes "blue".

したがって、これを図5のカラートライアングルで示すと、正極の4価バナジウムは「青色(450~495nm)」、5価バナジウムは「黄色(570~590nm)」となり、図5に示す「黄色」と「青色」との間の領域上の色を移動することになる。負極の2価バナジウムの「紫色」、3価バナジウムの「緑色」を結んだ線上を移動することになる。正極の4価バナジウムの「青色」、5価バナジウムの「黄色」を結んだ線上を移動することになる。
図7は波長と感度の関係を示すものである。
Therefore, when this is indicated by the color triangle in FIG. You would move the color on the area between "blue". It moves along the line connecting the "purple" of divalent vanadium of the negative electrode and the "green" of trivalent vanadium. It will move on the line connecting the "blue" of tetravalent vanadium of the positive electrode and the "yellow" of pentavalent vanadium.
FIG. 7 shows the relationship between wavelength and sensitivity.

図示のように光の三原色の「赤色(Red波長:625~740nm)」、「緑色(Green波長:500~560nm)」、「青色(Blue波長:445~485nm)」は光の三原色であるが、本実施の形態では、「黄色」と「青色」、「紫色」と「緑色」の間の色彩をカラーセンサ17で検出するものであるから、色彩の検出として光の三原色を使用していない。 As shown in the figure, the three primary colors of light are "Red (Red wavelength: 625-740 nm)", "Green (Green wavelength: 500-560 nm)", and "Blue (Blue wavelength: 445-485 nm)". In the present embodiment, the colors between "yellow" and "blue" and between "purple" and "green" are detected by the color sensor 17, so the three primary colors of light are not used for color detection. .

そこで、「黄色」と「青色」または「紫色」と「緑色」の変化として、波長380~780[nm]の単色の「黄色変化」または「青色の変化」とみることができる。それぞれ単色の変化、複数色の変化としてカラーセンサ17で検出することができる。 Therefore, the change between “yellow” and “blue” or “purple” and “green” can be regarded as a monochromatic “yellow change” or “blue change” with a wavelength of 380 to 780 [nm]. They can be detected by the color sensor 17 as a change in a single color and a change in a plurality of colors.

また、発明者らの実験によれば、波長380~780[nm]の単色の検出で実現できることを確認した。
例えば、分光測色計(CM-700d;コニカミノルタ株式会社)16の入力にde:8°の受光を行うように光ファイバー(8φ)の下端からの光を導いている。充電開始と放電完了を測定し、正極の反応を図8のカラートライアングルに示すと充電完了により5価「黄」となり、放電完了により4価の「青」となる。現在の放電残量は、「黄」と「青」とを結ぶ線に放電残量の値が存在することになる。
In addition, according to experiments by the inventors, it was confirmed that it can be realized by monochromatic detection with a wavelength of 380 to 780 [nm].
For example, the light from the lower end of the optical fiber (8φ) is guided to the input of the spectrophotometer (CM-700d; Konica Minolta Co., Ltd.) 16 so as to receive light at de: 8°. The start of charge and the completion of discharge are measured, and the reaction of the positive electrode is indicated by the color triangle in FIG. As for the current remaining amount of discharge, the value of the remaining amount of discharge exists on the line connecting "yellow" and "blue".

なお、白は「黄」と「青」とを結ぶ線上位置を移動するものである。通常の放電残量は、充電完了の「黄」と放電完了の「青」とを領域上で、「黄」が100%の容量であり、「青」が0%の放電残量であった。
発明者らの実験によれば、読み取り誤差が大きいが、略比例関係が確認された。
Note that white moves along the line connecting "yellow" and "blue". The normal remaining amount of discharge was "yellow" for charge completion and "blue" for discharge completion on the area, "yellow" was 100% capacity, and "blue" was 0% discharge remaining capacity. .
According to experiments by the inventors, a substantially proportional relationship was confirmed although the reading error was large.

分光測色計(CM-700d;コニカミノルタ株式会社)としてのカラーセンサ17は、Strawberry Linux(登録商標)社製のカラーセンサ(TCS34725)搭載回路で、代替を試みている。その他、オプテックス・エフエー社製のDM-18TN等も、樹脂コーティングすれば使用できることを確認した。
TCS34725を搭載したカラーセンサ16のモジュールは、カラーセンサ17を環境の色が変化しないように、また、白色LEDを搭載することで暗闇でも色彩の判別ができるようしている。
The color sensor 17 as a spectrophotometer (CM-700d; Konica Minolta, Inc.) is attempted to be replaced by a circuit mounted with a color sensor (TCS34725) manufactured by Strawberry Linux (registered trademark). In addition, it was confirmed that DM-18TN manufactured by Optex FA Co., etc. can also be used if coated with a resin.
The module of the color sensor 16 equipped with the TCS34725 is designed so that the color sensor 17 does not change the color of the environment, and the white LED is installed so that the color can be distinguished even in the dark.

白色発光ダイオード(LED)45は、基準色の発光光に近似し、色彩検出部44の周囲が暗くなるのを防止している。また、透過光、散乱光または反射光により、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液の色彩を正確に検出できるようにしている。そのため、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75中に電解液が均一に分散し易いようになっている。色彩検出部44に配設されている光ファイバーの下端は、透過光、散乱光または反射光により、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液の色彩を正確に検出するものである。オプティカルファイバーの上端は、分光測色計(CM-700d;コニカミノルタ株式会社)の検出孔に接続している。 A white light emitting diode (LED) 45 approximates the emitted light of the reference color and prevents the surroundings of the color detection section 44 from becoming dark. In addition, the colors of the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 can be accurately detected by transmitted light, scattered light, or reflected light. Therefore, the electrolytic solution is easily dispersed uniformly in the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, 75. FIG. The lower end of the optical fiber arranged in the color detection section 44 accurately detects the colors of the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, 75 and the electrolytic solutions by transmitted light, scattered light, or reflected light. The upper end of the optical fiber is connected to the detection hole of a spectrophotometer (CM-700d; Konica Minolta, Inc.).

図8のカラートライアングルに示す正極側の充電完了により5価「黄」となり、放電完了により4価の「青」となる。現在の放電残量は、「黄」と「青」とを結ぶ線上に放電残量値があることになる。
また、負極側からみれば、「紫」と「緑」とを結ぶ線上に放電残量があり、充電完了の「紫」と放電完了の「緑」とを領域上で、「紫」が100%の容量であり、「緑」が0%の放電残量になる。
これらは独立に正極側の正電電極25と負極側の負電電極24に現れる。しかし、正極側と負極側が独立しているから、「黄」と「青」とを結ぶ線と「紫」と「緑」とを結ぶ線が混在することはない。したがって、同一情報を正極側と負極側の2系統から取得できることになる。
特に、正極側の充電完了により「黄」から「青」に、また、負極側の「紫」から「緑」に結ぶ線に放電残量があるように設定しているが、直線状の変化を特定の色彩を固定することにより、領域として検出することもできる。
Completion of charging on the positive electrode side shown in the color triangle in FIG. The current remaining amount of discharge is on the line connecting "yellow" and "blue".
In addition, when viewed from the negative electrode side, the remaining amount of discharge is on the line connecting “purple” and “green”. % capacity, and "green" indicates 0% remaining discharge capacity.
They appear independently on the positive electrode 25 on the positive electrode side and the negative electrode 24 on the negative electrode side. However, since the positive electrode side and the negative electrode side are independent, a line connecting "yellow" and "blue" and a line connecting "purple" and "green" do not coexist. Therefore, the same information can be acquired from the two systems of the positive electrode side and the negative electrode side.
In particular, it is set so that there is a remaining amount of discharge in the line connecting "yellow" to "blue" when charging is completed on the positive electrode side, and from "purple" to "green" on the negative electrode side. can also be detected as a region by fixing a specific color.

本実施の形態では「黄」から「青」、「紫」から「緑」とし、その間を8個または3個に分割し、放電残量の評価に使用している。勿論、任意に分割すればよい。「黄」から「青」で説明すると、「黄色」が100%の充電された電力を保持する放電残量になる。
逆に、「青色」が0%の放電残量になる。そこで、
100%(黄)、90%,80%,・・・・,20%,10%,0%(青)と、「黄」から「青」で、また、「黄」から「青」で各10段階または5段階等に区割けして説明することができる。
In the present embodiment, "yellow" to "blue" and "purple" to "green" are divided into 8 or 3, and used to evaluate the remaining amount of discharge. Of course, it may be divided arbitrarily. From 'yellow' to 'blue', 'yellow' is the remaining amount of discharge that holds 100% of the charged power.
Conversely, "blue" is 0% of the remaining amount of discharge. Therefore,
100% (yellow), 90%, 80%, ..., 20%, 10%, 0% (blue), from yellow to blue, and from yellow to blue It can be divided into 10 levels, 5 levels, or the like for explanation.

正極の4価バナジウムの「青色(450~495nm)」、5価バナジウムは「黄色(570~590nm)」を単純に波長を、「黄色590nm」、「黄色580nm」、
「黄色570nm」、「橙色560nm」、「橙色550nm」、「橙色540nm」、「黄緑色530nm」、「黄緑色520nm」、「黄色510nm」、「青色500nm」の10個に区分することもできる。
"Blue (450 to 495 nm)" of tetravalent vanadium of the positive electrode, "yellow (570 to 590 nm)" of pentavalent vanadium simply the wavelength, "yellow 590 nm", "yellow 580 nm",
It can also be divided into 10 categories: "yellow 570 nm", "orange 560 nm", "orange 550 nm", "orange 540 nm", "yellow green 530 nm", "yellow green 520 nm", "yellow 510 nm", and "blue 500 nm". .

光ファイバー46の上端にあるカラーセンサ17は3色を検出し、各色16ビットの分解能を有している。
白色LED(380~780色彩)は負極側電解液容器11,31に入った電解液である硫酸バナジウム水溶液15,35の色彩の判別ができるよう発光しており、白色LEDを搭載することで暗闇でも色彩の判別ができるようしている。
このカラーセンサ17の「赤色(Red)」、「緑色(Green)」、「青色(Blue)」の3色は、白色LED(380~780色彩)を得ていることから、相手方の出力とするフォトカプラとしての構成を示しており、勿論、積極的にフォトカプラとして構成してもよい。
A color sensor 17 at the top of the optical fiber 46 detects three colors and has 16-bit resolution for each color.
The white LEDs (380 to 780 colors) emit light so that the colors of the vanadium sulfate aqueous solutions 15 and 35, which are the electrolytic solutions contained in the negative electrode-side electrolytic solution containers 11 and 31, can be distinguished. But I try to be able to distinguish between colors.
Since the three colors of "Red", "Green", and "Blue" of this color sensor 17 are obtained from white LEDs (380 to 780 colors), they are output from the other party. A configuration as a photocoupler is shown, and of course, it may be positively configured as a photocoupler.

そこで、負極においては2価バナジウムの「紫色」と3価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域上に現在の充放電残量がある。また、正極においては4価バナジウムの「青色」と5価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域下と推定される特定の波長に振幅に放電残量がある。
特に、充電中であっても、放電中であっても、放電残量を測定できる。したがって、通常の二次電池であれば、充電時間と通電電流から充放電残量を測定するのが一般的であるが、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300ではその負荷が加わっていると、加わっていないとに関係なく、その時点の充放電残量を測定できる。
Therefore, in the negative electrode, the current charge/discharge remaining amount is on the region connecting the "purple" of divalent vanadium and the "green" of trivalent vanadium. In addition, in the positive electrode, there is a remaining amount of discharge in the amplitude at a specific wavelength presumed to be in the region connecting the "blue" of tetravalent vanadium and the "yellow" of pentavalent vanadium.
In particular, the remaining amount of discharge can be measured during charging and discharging. Therefore, if it is a normal secondary battery, it is common to measure the charge / discharge remaining amount from the charging time and the current flow, but the redox flow battery using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as the electrolyte 300 can measure the charge/discharge remaining capacity at that time regardless of whether the load is applied or not.

しかも、2価バナジウムの「紫色」と3価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域、4価バナジウムの「青色」と5価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域下で、当該硫酸バナジウム水溶液の色を判別するものであるから、色彩で判断され、読み取り誤差を少なくすることができる。
また、発光にはLDEが特定の周波数(白色)で発光し、しかも、フォトダイオ-ドの電解液容器11の硫酸バナジウム水溶液15が循環するセルスタック20の負極側を意味する負極側セル路21と、その特定の周波数を検出するから、その発光色の周波数を少ない誤差で検出することができる。
Moreover, the color of the aqueous solution of vanadium sulfate is under the region connecting the “purple” of divalent vanadium and the “green” of trivalent vanadium and the region connecting “blue” of tetravalent vanadium and “yellow” of pentavalent vanadium. is determined by color, reading errors can be reduced.
In addition, the LDE emits light at a specific frequency (white) for light emission, and the negative electrode side cell path 21 means the negative electrode side of the cell stack 20 in which the vanadium sulfate aqueous solution 15 in the electrolyte container 11 of the photodiode circulates. Then, since the specific frequency is detected, the frequency of the emission color can be detected with a small error.

特に、2個の発光色の検出が異なったとき、放電残量の少ない充放電残量の検出値を採用し、再度の充電のタイミングを効率よく行うようにする。
現在の硫酸バナジウム水溶液からなる電解液の色が1走査の何れの波長380~700[nm]にあるかを検出する。
即ち、負極における2価バナジウムの「紫色(380~450nm)」から3価バナジウムの「緑色(495~570nm)」の電解液、同様に、正極における4価バナジウムの「青色(450~495nm)」から5価バナジウムの「黄色(570~590nm)」の電解液は、例えば、負極は2価バナジウムの「紫色」(380nm)と3価バナジウムの「緑色(495nm)」または負極は2価バナジウムの「紫色(450nm)」と3価バナジウムの「緑色」(570nm)と領域を変化することになる。少なくとも、電解液の色が380~700[nm]の何れにあるかを検出する光検出能力を有していればよい。即ち、電解液の波長が380~700[nm]を
100%(黄),90%,80%,・・・・,20%,10%,0%(青)
と均等に区分してもよいし、重み付けを行ってもよい。
In particular, when the detection of two luminescent colors is different, the detection value of the charge/discharge remaining amount with a small remaining amount of discharge is adopted, and the timing of recharging is efficiently performed.
It is detected at which wavelength 380 to 700 [nm] in one scan the color of the electrolytic solution composed of the current vanadium sulfate aqueous solution is present.
That is, the electrolytic solution of "purple (380 to 450 nm)" of divalent vanadium to "green (495 to 570 nm)" of trivalent vanadium in the negative electrode, similarly, "blue (450 to 495 nm)" of tetravalent vanadium in the positive electrode. From the pentavalent vanadium “yellow (570 to 590 nm)” electrolyte, for example, the negative electrode is divalent vanadium “purple” (380 nm) and the trivalent vanadium “green (495 nm)” or the negative electrode is divalent vanadium The region changes between “purple (450 nm)” and trivalent vanadium “green” (570 nm). At least, it suffices to have a photodetection capability to detect the color of the electrolyte solution within the range of 380 to 700 [nm]. That is, the wavelength of the electrolyte solution is 380 to 700 [nm] 100% (yellow), 90%, 80%, ..., 20%, 10%, 0% (blue)
, or may be weighted.

このように、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液15,35が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75に劣化が生じない。
レドックスフロー電池300では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液15,35が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75に劣化が生じない。
Thus, in the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as the electrolyte, the positive electrode and the negative electrode can be charged and discharged by increasing or decreasing the "valence" of vanadium ions. In principle, the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35 do not deteriorate, so the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, 75 do not deteriorate.
In the redox flow battery 300, the positive electrode and the negative electrode can be charged and discharged by increasing or decreasing the "valence" of vanadium ions. The aqueous solutions 15, 35, 55, 75 do not deteriorate.

次に、電解液容器11(31,51,71)の端部を均一化する電解液分配器50について説明する。
図1及び図2、図9乃至図12に示すように、合成樹脂、例えば、ポリエチレンテレフタラート等の耐電解液で形成されたパイプからなる循環管路13,33,53,73で、液体循環ポンプ12、液体循環ポンプ32に接続され、電解液容器11,31,51,71から硫酸バナジウム水溶液15,35電解液を循環させている。これらの循環系を均一化するために、電解液分配器50を標準化し、何れの電解液容器11,31,51,71にも適用できるようにしている。
Next, the electrolytic solution distributor 50 for uniformizing the ends of the electrolytic solution container 11 (31, 51, 71) will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2 and FIGS. 9 to 12, the liquid is circulated through circulation lines 13, 33, 53, and 73, which are pipes made of synthetic resin, such as polyethylene terephthalate, which is resistant to electrolytic solutions. The pump 12 is connected to a liquid circulation pump 32 to circulate the vanadium sulfate aqueous solutions 15 and 35 electrolyte from the electrolyte containers 11 , 31 , 51 and 71 . In order to make these circulation systems uniform, the electrolytic solution distributor 50 is standardized so that it can be applied to any electrolytic solution container 11 , 31 , 51 , 71 .

耐電解液で形成された熱可塑性樹脂としては、例えば、エンジニアリング・プラスチックに属するポリアミド46樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン等)、ポリアセタール(樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂等や、スーパー・エンジニアリング・プラスチック(スーパーエンプラ)に属するポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、非晶ポリアリレート樹脂、液晶ポリマ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等や、汎用樹脂に属するポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ABS樹脂、アクリルニトリルスチレン樹脂、アクリル樹脂等を使用できる。これらは1種を単独で用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いても良い。このような熱可塑性樹脂を使用した場合には、必要に応じて熱可塑性樹脂を可塑化するための可塑剤がある。 Thermoplastic resins made of electrolyte-resistant materials include, for example, polyamide 46 resins belonging to engineering plastics, polyamide resins (nylon, etc.), polyacetal resins, polycarbonate resins, modified polyphenylene ether resins, polyethylene terephthalate resins, polybutylene terephthalate Resin, glass fiber reinforced polyethylene terephthalate resin, cyclic polyolefin resin, etc., polytetrafluoroethylene resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, amorphous polyarylate resin, liquid crystal polymer resin, which belongs to super engineering plastics (super engineering plastics) , polyether ether ketone resin, polyphenylene sulfide resin, polyamideimide resin, etc., and general-purpose resins such as polyethylene resin, polypropylene resin, polyvinyl chloride resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, ABS resin, acrylonitrile styrene resin, acrylic resin etc. These may be used alone, or may be used in combination of two or more.When such a thermoplastic resin is used, the thermoplastic resin may be added as necessary. There is a plasticizer for plasticizing.

まず、電解液分配器50は、循環管路13,33,53,73に挿入循環管路53を接続している。また、循環管路13,33,53,73は挿入循環管路53(13)と一体的に形成されていてもよい。
循環管路13,33,53,73が排出する挿入循環管路53(13)に穿設された開口孔54は複数配設されている。管路53が下降を防止して分岐されている開口孔54は、管路53の開口断面積よりもその面積が大きくなっている。
電解液容器11,31,51,71に接続された挿入循環管路53(13)は、図示しないコネクタ、接着剤等の接続手段を使用して接続されている。勿論、シール性を高くするために、図示しないパッキング等も使用される。しかし、本発明を実施する場合には、電解液容器11,31,51,71と挿入循環管路53は一体に接続され、必要に応じて彎曲させるのが望ましい。
First, the electrolytic solution distributor 50 connects the inserted circulation pipeline 53 to the circulation pipelines 13 , 33 , 53 , and 73 . Also, the circulation pipelines 13, 33, 53, 73 may be formed integrally with the inserted circulation pipeline 53 (13).
A plurality of opening holes 54 are provided in the inserted circulation pipeline 53 (13) from which the circulation pipelines 13, 33, 53, and 73 discharge. The area of the opening 54 in which the pipe line 53 is branched to prevent the pipe line 53 from descending is larger than the opening cross-sectional area of the pipe line 53 .
The insertion circulation pipeline 53 (13) connected to the electrolytic solution containers 11, 31, 51, 71 is connected using a connector, adhesive, or other connection means (not shown). Of course, packing (not shown) or the like is also used in order to improve the sealing performance. However, when carrying out the present invention, it is desirable that the electrolyte containers 11, 31, 51, 71 and the insertion circulation line 53 are integrally connected and curved as necessary.

電解液分配器50の循環管路13a,33aは、液体循環ポンプ12または液体循環ポンプ32に接続されており、電解液分配器50の外部から循環管路13a,33aを通り、大径管路60の内部に電解液が液体循環ポンプ12または液体循環ポンプ32によって上から下に向かって循環する。
即ち、循環管路13a,33aは電解液分配器50の上端部を挿通し、電解液分配器50と挿入循環管路53及び管路81、管路82(13b)が合成樹脂管によって一体に形成されている。この電解液分配器50の長さは、電解液容器11,31の長さの比率の7/10~10/10、好ましくは、8/10~9/10の位置範囲とするのが望ましい。
また、電解液分配器50の長さは、1/10~5/10、好ましくは、2/10~4/10の範囲とするのが望ましい。電解液分配器50と管路81(13b)、管路82(13b)が合成樹脂管によって一体に形成される。
The circulation lines 13a, 33a of the electrolytic solution distributor 50 are connected to the liquid circulation pump 12 or the liquid circulation pump 32, and from the outside of the electrolytic solution distributor 50, through the circulation lines 13a, 33a, the large-diameter line Electrolyte is circulated inside 60 from top to bottom by liquid circulation pump 12 or liquid circulation pump 32 .
That is, the circulation lines 13a and 33a pass through the upper end of the electrolytic solution distributor 50, and the electrolytic solution distributor 50, the inserted circulation line 53, the lines 81, and the lines 82 (13b) are integrated by the synthetic resin pipe. formed. The length of the electrolyte distributor 50 is preferably in the range of 7/10 to 10/10, preferably 8/10 to 9/10, of the length ratio of the electrolyte containers 11 and 31 .
Also, the length of the electrolyte distributor 50 is desirably in the range of 1/10 to 5/10, preferably 2/10 to 4/10. Electrolyte distributor 50, pipeline 81 (13b), and pipeline 82 (13b) are integrally formed of a synthetic resin tube.

電解液分配器50の管路81(13b)、管路82(13b)は、循環管路13cとして形成され、管路81(13b)の下端は、電解液分配器50から電解液容器11,31を通り、具体的には、下方の管路81(13b)から管路82(13b)に電解液が移動するようにしている。
また、フィルタ84は塵埃の除去、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75の呼吸用としている。電解液分配器50の締め付け具51は、堅固に電解液容器11,31,51,71に固定するため弾性パッキン、弾性フィルタ及び加工液が漏れないようなシール構造となっている。そして、締め付け具81によって電解液容器11,31,51,71に堅固に取り付け可能となっている。
そして、電解液分配器50の下部には色彩検出部44が形成されていて、その基板48の一面に白色LED45が固定されている。白色LED45は基板全面を合成樹脂でモールドされたものである。
The conduit 81 (13b) and conduit 82 (13b) of the electrolyte distributor 50 are formed as a circulation conduit 13c, and the lower end of the conduit 81 (13b) extends from the electrolyte distributor 50 to the electrolyte container 11, 31, more specifically, the electrolytic solution moves from the lower pipeline 81 (13b) to the pipeline 82 (13b).
A filter 84 is used for removing dust and breathing vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75. FIG. The fastener 51 of the electrolytic solution distributor 50 has an elastic packing, an elastic filter, and a sealing structure to prevent leakage of the machining liquid in order to firmly fix it to the electrolytic solution containers 11, 31, 51, and 71. FIG. It can be firmly attached to the electrolytic solution containers 11 , 31 , 51 and 71 by the fasteners 81 .
A color detector 44 is formed below the electrolytic solution distributor 50, and a white LED 45 is fixed to one surface of a substrate 48 thereof. The white LED 45 has a substrate whose entire surface is molded with a synthetic resin.

次に、電解液分配器50の動作を説明する。
液体循環ポンプ12,32,52,72に接続されている電解液分配器50の透明大径管体52内の電解液は、液体循環ポンプ12,32,52,72から送出され、循環管路13a,33a、挿入循環管路53を通り、挿入循環管路53に穿設された開口孔54から、透明大径管体52の内部に流れ、整流部49となって色彩検出部44に供給される。色彩検出部44では、白色LED45が電気的に導かれ、そこに整流部49で整流された電解液が供給され、色彩検出部44は所定の色彩を出力する。色彩検出部44では光ファイバー46の端部から色彩検出部44の内部光を透過光、散乱光または反射光として検出している。
Next, the operation of the electrolyte distributor 50 will be described.
The electrolyte in the transparent large-diameter tubular body 52 of the electrolyte distributor 50 connected to the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 is delivered from the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72, 13a, 33a, through the insertion circulation conduit 53, through the opening hole 54 drilled in the insertion circulation conduit 53, flow into the transparent large-diameter tubular body 52, become the rectifying section 49, and are supplied to the color detecting section 44. be done. In the color detection section 44, the white LED 45 is electrically led to which the electrolytic solution rectified by the rectification section 49 is supplied, and the color detection section 44 outputs a predetermined color. The color detector 44 detects the internal light of the color detector 44 from the end of the optical fiber 46 as transmitted light, scattered light, or reflected light.

整流部49は電解液の流れを、部分的に乱すことなく流すもので、公知の形状が使用できる。また、色彩検出部44を流れる硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75の流量により、光ファイバー46の端部から色彩検出部44の内部光を透過光、散乱光または反射光として検出し、色彩検出部44で光ファイバー46が透過光、散乱光または反射光を検出するとき、光ファイバー46の接着剤で固定した先端が、格別焦点を調節することなく、焦点距離を外すことにより、色彩のみを検出できるようにしている。また、色彩検出部44の内部を白色とすることにより、透過光、散乱光または反射光を明確に判別できる。 The rectifying portion 49 allows the flow of the electrolytic solution to flow without partially disturbing it, and a known shape can be used. In addition, the internal light of the color detection unit 44 is detected as transmitted light, scattered light or reflected light from the end of the optical fiber 46 by the flow rate of the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 flowing through the color detection unit 44, and color detection is performed. When optical fiber 46 detects transmitted, scattered, or reflected light at section 44, the adhesive-fixed tip of optical fiber 46 can detect only color by defocusing without special focus adjustment. I'm trying Further, by making the inside of the color detection unit 44 white, it is possible to clearly distinguish between transmitted light, scattered light, and reflected light.

また、大径の透明大径管体92の下端側は合成樹脂で公知の手段によって端部材89を一体に接合されている。その底面には、電解液を流す整流部49がスリットとして形成されている。そして、挿入循環管路53(13a)の下部は端部材89として、複数の開口孔54が設けられた状態で、電解液の通路を形成されている。即ち、液体循環ポンプ12、液体循環ポンプ32から送られた電解液は、挿入循環管路53を下降し、複数の開口孔54から挿入循環管路53を出て、透明大径管体92に入り、スリット57を下降し、白色LED55及び光ファイバー46の先端で検出される。 An end member 89 is integrally joined to the lower end side of the large-diameter transparent large-diameter tubular body 92 with a synthetic resin by a known means. A rectifying portion 49 through which the electrolytic solution flows is formed as a slit on the bottom surface thereof. An end member 89 is formed in the lower portion of the insertion circulation pipe 53 (13a), and a passage for the electrolytic solution is formed in a state in which a plurality of opening holes 54 are provided. That is, the electrolytic solution sent from the liquid circulation pump 12 and the liquid circulation pump 32 descends through the insertion circulation pipeline 53, exits the insertion circulation pipeline 53 through the plurality of openings 54, and reaches the transparent large-diameter tubular body 92. It enters, descends through the slit 57 and is detected by the white LED 55 and the tip of the optical fiber 46 .

なお、カラーセンサ17としてオプテックス・エフエー社製のDM-18TN等を使用する場合には、白色LED55及び図示しない「赤色」、「青色」、「緑色」の3個のフォトダイオードからなるフォトカプラでは、380~700[nm]の波長をスイープ(Sweep)させ、電解液の色が何れにあるかを検出する光検出能力を有している。
本実施の形態では、セコニックスペクトロマスターC-7000によって実測し、負極における2価バナジウムの「紫色」から3価バナジウムの「緑色」、同様に、正極における4価バナジウムの「青色」から5価バナジウムの「黄色」を測定し、その「紫色」と「緑色」と、「青色」と「黄色」との間を測定し、放電と充電を3~20に分割している。
When DM-18TN or the like manufactured by Optex FA Co., Ltd. is used as the color sensor 17, a photocoupler consisting of a white LED 55 and three photodiodes (not shown) of "red", "blue", and "green" , 380 to 700 [nm], and has a light detection capability to detect the color of the electrolyte.
In the present embodiment, it is actually measured by Sekonic Spectromaster C-7000, and from the “purple” of divalent vanadium in the negative electrode to the “green” of trivalent vanadium, similarly, the “blue” of tetravalent vanadium in the positive electrode to the pentavalent vanadium 'yellow' is measured, and between 'purple' and 'green' and 'blue' and 'yellow' are measured, and discharge and charge are divided into 3-20.

したがって、放電と充電を3~20の均等目盛に分割される。即ち、カラーセンサ17によって検出した放電残量の値を3~20に分割する。
レドックスフロー電池300の放電残量をディスプレイ18で直接表示してもよいが、通常、運転に必要な電力を数値表現できればよいから、例えば、レドックスフロー電池300の放電残量は、最小限度の3段に設定できればよい。特に、充電しなければならない事態が発生し難いので、20段以上に細かく設定してもよい。但し、その重要度は高くない。
Thus, discharging and charging are divided into 3-20 equal scales. That is, the value of the remaining amount of discharge detected by the color sensor 17 is divided into 3-20.
Although the remaining discharge amount of the redox flow battery 300 may be directly displayed on the display 18, it is usually sufficient to express the electric power required for operation numerically. It would be nice if it could be set in steps. In particular, since it is difficult for a situation in which charging is required to occur, it may be finely set to 20 steps or more. However, its importance is not high.

本実施の形態では、液体循環ポンプ12,32,52,72は、合成樹脂で全体がカバーされ、ポンプ機能のみの全体が樹脂またはゴムで覆われていている物でもよいし、それらから構成されていてもよい。
負極における2価バナジウムの「紫色」から3価バナジウムの「緑色」の電解液の循環に1台、正極における4価バナジウムの「青色」から5価バナジウムの「黄色」の電解液の循環に1台を必要とし、その「紫色」と「緑色」と、「青色」と「黄色」との間を測定し、放電と充電を「紫色」から「緑色」と、「青色」から「黄色」に前述したように、3~20の評価に分割できる。
したがって、液体循環ポンプ12,32,52,72は、少なくとも2台は必要である。いずれにせよ、液体循環ポンプ12、液体循環ポンプ32は2台追加したり、4台追加したりする場合には偶数台となる。これを対で見れば1対以上となる。
In this embodiment, the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 may be entirely covered with synthetic resin, and only the pump function may be entirely covered with resin or rubber. may be
One unit for circulation of the electrolyte solution from "purple" of divalent vanadium to "green" of trivalent vanadium in the negative electrode, and one unit for circulation of the electrolyte solution from "blue" of tetravalent vanadium to "yellow" of vanadium pentavalent in the cathode. Requires a platform, measures between its ``purple'' and ``green'' and ``blue'' and ``yellow'', discharges and charges from ``purple'' to ``green'' and ``blue'' to ``yellow'' As previously mentioned, it can be divided into 3-20 ratings.
Therefore, at least two liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 are required. In any case, the number of liquid circulation pumps 12 and liquid circulation pumps 32 is an even number when two or four are added. If this is seen in pairs, it will be one or more pairs.

次に、フロートセンサ100について説明する。
負極側の電解液容器11には硫酸バナジウム水溶液15が、正極側の電解液容器31には硫酸バナジウム水溶液35が充填されている。電解液容器11と電解液容器31の液位を検出し、電解液容器11と電解液容器31の電解液の液面を知るフロートセンサ100は、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が収容されている電解液容器11,31,51,71に配設されている。フロートセンサ100に形成された螺子部126によって、電解液容器11,31,51,71に締め付けられている。
フロートセンサ100は中心には中心移動杆121が配設され、中心移動杆121の周囲をフロート123が上下動するようになっている。フロート123には永久磁石が埋設されており、中心移動杆121に埋設されたリードスイッチ124からなるフロートセンサ100が配設されている。
なお、ガイド筒125は、中心移動杆121の周囲をフロート123が上下動するとき、周囲にフロート123が衝突しないようにしている。
Next, the float sensor 100 will be explained.
The electrolytic solution container 11 on the negative electrode side is filled with an aqueous vanadium sulfate solution 15, and the electrolytic solution container 31 on the positive electrode side is filled with an aqueous vanadium sulfate solution 35. As shown in FIG. A float sensor 100 for detecting the liquid levels of the electrolytic solution container 11 and the electrolytic solution container 31 and knowing the liquid level of the electrolytic solution in the electrolytic solution container 11 and the electrolytic solution container 31 accommodates vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75. are disposed in the electrolyte containers 11, 31, 51, 71. The float sensor 100 is fastened to the electrolytic solution containers 11 , 31 , 51 , 71 by a screw portion 126 formed on the float sensor 100 .
The float sensor 100 has a center moving rod 121 arranged in the center, and a float 123 moves up and down around the center moving rod 121 . A permanent magnet is embedded in the float 123, and a float sensor 100 comprising a reed switch 124 embedded in the center moving rod 121 is provided.
The guide tube 125 prevents the float 123 from colliding with the periphery of the center moving rod 121 when the float 123 moves up and down.

したがって、正極側の電解液容器11,31,51,71には硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を入れる容器の上面から天板に設けた中心移動杆121の取付孔に取付けられる。フロートセンサ100は、内部にリードスイッチ124が埋設された発泡合成樹脂からなるフロートセンサ100で、フロートセンサ100が距離Lだけ自在に移動し、フロートセンサ100が距離Lの移動範囲に電解液の液面があり、所定の液位でフロートセンサ100がオン・オフ信号を出力する。
なお、水位センサ摘み128は、負極側の電解液容器11,31,51,71及び正極側の電解液容器11,31,51,71の螺子込みを行うものであり、フィルタ129は負極側の電解液容器11または正極側の電解液容器31の変動する水位の呼吸用である。
また、本実施の形態では、フロートセンサ100を電解液分配器50と別に設けたものであるが、本発明を実施する場合は、電解液分配器50にフロートセンサ100を組み付けることができる。例えば、挿入循環管路93(13a)、管路81(13b)にフロート123を取付けても良いし、或いは、電解液分配器50の内部にフロートセンサ100を設けてもよい。
Therefore, the electrolytic solution container 11, 31, 51, 71 on the positive electrode side is attached to the mounting hole of the center moving rod 121 provided on the top plate from the upper surface of the container containing the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75. The float sensor 100 is a float sensor 100 made of foamed synthetic resin in which a reed switch 124 is embedded. There is a surface, and the float sensor 100 outputs an on/off signal at a predetermined liquid level.
The water level sensor knob 128 is for screwing the electrolytic solution containers 11, 31, 51, 71 on the negative electrode side and the electrolytic solution containers 11, 31, 51, 71 on the positive electrode side. It is for respiration of the fluctuating water level of the electrolytic solution container 11 or the electrolytic solution container 31 on the positive electrode side.
Further, in the present embodiment, the float sensor 100 is provided separately from the electrolyte distributor 50, but the float sensor 100 can be assembled to the electrolyte distributor 50 when implementing the present invention. For example, the float 123 may be attached to the insertion circulation line 93 ( 13 a ) and the line 81 ( 13 b ), or the float sensor 100 may be provided inside the electrolytic solution distributor 50 .

図9は負極側セル路21の電解液容器11、正極側セル22の電解液容器31に、電解液分配器50を堅固に締め付け、また、電解液容器11、電解液容器31にもフロートセンサ100を堅固に螺合する。このとき、必要に応じて、ゴムパッキン等を用いてシール性の良い接合を行う。したがって、電解液容器11、電解液容器31には液体循環ポンプ12,32に接続される電解液容器11、電解液容器31に対して2本の循環管路13または循環管路33が配設されている。 FIG. 9 shows that the electrolytic solution distributor 50 is firmly fastened to the electrolytic solution container 11 of the negative electrode side cell path 21 and the electrolytic solution container 31 of the positive electrode side cell 22, and the electrolyte solution container 11 and the electrolytic solution container 31 are also provided with float sensors. 100 is screwed tightly. At this time, if necessary, rubber packing or the like is used to perform bonding with good sealing performance. Therefore, the electrolytic solution container 11 and the electrolytic solution container 31 are connected to the liquid circulation pumps 12 and 32, and two circulation pipes 13 or 33 are provided for the electrolytic solution container 11 and the electrolytic solution container 31. It is

1本の光ファイバー46と、フロートセンサ100のリード線97が引き出されており、また、カラーセンサ17の信号、液体循環ポンプ12、液体循環ポンプ32の信号を制御器(CPU)に接続している。 A single optical fiber 46 and a lead wire 97 of the float sensor 100 are drawn out, and the signal of the color sensor 17, the liquid circulation pump 12, and the liquid circulation pump 32 are connected to a controller (CPU). .

電解液容器11,31,51,71には各々取手19a,19bが形成されていて、移動自在になっている。負極側セル路21の電解液容器11と正極側セル22の電解液容器31の2個を1対としている。電解液容器11と電解液容器31は、負極側セル路21、正極側セル路22に分割されたセルスタック20に電解液を循環させる。 Electrolyte containers 11, 31, 51 and 71 are formed with handles 19a and 19b, respectively, so that they are movable. The electrolytic solution container 11 of the negative electrode cell path 21 and the electrolytic solution container 31 of the positive electrode cell 22 are paired. The electrolytic solution container 11 and the electrolytic solution container 31 circulate the electrolytic solution in the cell stack 20 divided into the negative electrode side cell path 21 and the positive electrode side cell path 22 .

このとき、液体循環ポンプ12、液体循環ポンプ32は各々1台配設したが、前述のように、各々2台または2台以上直列に配設してもよい。当然ながら、硫酸バナジウム水溶液15及び硫酸バナジウム水溶液35の拡販を均一化する液体循環ポンプを1台以上配設してもよい。 At this time, one liquid circulation pump 12 and one liquid circulation pump 32 were arranged, but as described above, two or more of each may be arranged in series. Of course, one or more liquid circulating pumps may be provided to uniformly expand sales of the vanadium sulfate aqueous solution 15 and the vanadium sulfate aqueous solution 35 .

例えば、図13に示すように、液体循環ポンプ12,32,52,72を負極側セル路21の電解液容器11と正極側セル路22の電解液容器31の2個、1対としたり、図14に示すように、負極側セル路21の電解液容器11と正極側セル路22の電解液容器31の2個を1対とする2対設けたり、図示ないが3対、或いは4対設けることもできる。 For example, as shown in FIG. 13, the liquid circulation pumps 12, 32, 52, and 72 may be paired as a pair of the electrolytic solution container 11 of the negative electrode side cell channel 21 and the electrolytic solution container 31 of the positive electrode side cell channel 22, As shown in FIG. 14, two pairs of the electrolyte container 11 of the negative cell channel 21 and the electrolyte container 31 of the positive electrode cell channel 22 are provided as one pair, or three or four pairs (not shown) are provided. can also be provided.

本実施の形態では、電解液分配器50とフロートセンサ90、電解液容器11,31を標準化しているから、電池収納本体400との選択で標準化したレドックスフロー電池300が形成できる。
図13は本発明の実施の形態のレドックスフロー電池300で使用する電解液容器11,31,51,71に装着するフロートセンサ100及び電解液分配器50の配設を枠体に対して行う説明図である。
電池収納本体400の電池枠体401は、断面4角金属杆を合成樹脂でモールドして、酸に腐食し難いように材料が選択されている。電池枠体401の内側には、電解液容器11または電解液容器31が上から挿入自在な容器空間402,403が一体化され、また、制御器格納空間404も一体化され、容器空間402,403及び制御器格納空間404が一体となって、電解液容器11及び電解液容器31の1/3~2/3の高さの位置までを電解液漏れを生じた場合には、その内側の容器空間402,403及び制御器格納空間404が一体となった容器で液漏れを防止している。
In the present embodiment, the electrolyte distributor 50, the float sensor 90, and the electrolyte containers 11 and 31 are standardized, so the standardized redox flow battery 300 can be formed by selecting the battery housing main body 400.
FIG. 13 is an illustration of arranging the float sensor 100 and the electrolyte distributor 50 mounted on the electrolyte containers 11, 31, 51, and 71 used in the redox flow battery 300 of the embodiment of the present invention on the frame. It is a diagram.
The battery frame 401 of the battery housing main body 400 is formed by molding a metal rod with a square cross section with a synthetic resin, and the material is selected so as not to be corroded by acid. Container spaces 402 and 403 into which the electrolytic solution container 11 or the electrolytic solution container 31 can be freely inserted are integrated inside the battery frame 401, and a controller storage space 404 is also integrated. 403 and the controller storage space 404 are integrated, and if the electrolyte leaks up to a position 1/3 to 2/3 of the height of the electrolyte container 11 and the electrolyte container 31, A container in which container spaces 402 and 403 and a controller storage space 404 are integrated prevents liquid leakage.

また、本実施の形態の容器空間402,403及び制御器格納空間404で一体となった容器は、合成樹脂のフイルム等を用いてブロー成型しているが、容器空間402,403及び制御器格納空間404の下部を連通させるよう整形してもよい。
制御器格納空間404の上部には、負極側セル路21を格納する空間が形成されていて、そこにセルスタック20が接続されている。
本実施の形態では、制御器格納空間404の上部がセルスタック40Bを格納する空間及び蓋体406の裏面で電解液のコントローラを構成している。
Further, the container integrated with the container spaces 402 and 403 and the controller storage space 404 of the present embodiment is blow-molded using a synthetic resin film or the like. You may shape so that the lower part of the space 404 may be connected.
A space for storing the negative cell path 21 is formed above the controller storage space 404, and the cell stack 20 is connected thereto.
In the present embodiment, the upper portion of the controller housing space 404 constitutes a controller for the electrolyte with the space for housing the cell stack 40B and the rear surface of the lid 406 .

蓋体206の上面には、マイクロコンピュータからなる制御装置CPU、及びその制御線が、下面には図15に示す液体循環ポンプ12及び液体循環ポンプ32並びに各配管が配設されている。
例えば、電解液分配器50の白色LEDのリード線、フロートセンサ100のリード線、容器空間402,403及び制御器格納空間404が一体となった容器の湿度センサまたは水漏れセンサ、水センサ等がマイクロコンピュータCPUに接続されている。また、正常に運転しているか否か、充電中であるか、放電中であるかの表示等も行われている。
A controller CPU consisting of a microcomputer and its control lines are provided on the upper surface of the lid 206, and the liquid circulation pumps 12 and 32 shown in FIG. 15 and respective pipes are provided on the lower surface.
For example, the lead wire of the white LED of the electrolytic solution distributor 50, the lead wire of the float sensor 100, the container spaces 402 and 403, and the controller storage space 404 are integrated into a humidity sensor, a water leak sensor, a water sensor, or the like. It is connected to the microcomputer CPU. In addition, whether or not it is operating normally, whether it is being charged, or whether it is being discharged, etc. are displayed.

図13は1個の電解液容器11と1個の電解液容器31とし、電解液容器11,31を基本的に正極及び負極1対の2個とし、かつ、同一形状とすることにより、異なった部品点数を少なくしたものである。また、図14は、2個の電解液容器11と2個の電解液容器31とし、電解液容器11,31を基本的に2倍とし、かつ、同一形状とすることにより、異なった部品点数を少なくしたものである。
本実施の形態の特徴は、1個の電解液容器11,31を何倍かに使用できるようにしたものである。他の構成は、図13と相違するものではない。1個の電解液容器11,31は4倍、6倍、8倍、・・・しても、1対毎に増加できることを示すものである。
In FIG. 13, one electrolyte container 11 and one electrolyte container 31 are provided, and the electrolyte containers 11 and 31 are basically two pairs of a positive electrode and a negative electrode, and have the same shape. The number of parts is reduced. In FIG. 14, two electrolytic solution containers 11 and two electrolytic solution containers 31 are used. is reduced.
A feature of this embodiment is that one electrolytic solution container 11, 31 can be used several times. Other configurations are not different from FIG. It shows that one electrolyte solution container 11, 31 can be increased by 4 times, 6 times, 8 times, . . .

また、図14では、電解液容器11を2個、電解液容器31を2個配設したものである。
勿論、負極側は、負極側セル路21、循環管路13a、液体循環ポンプ12、循環管路13b、硫酸バナジウム水溶液15、循環管路13c、正極側セル路21と循環して正極側セル路21に戻る。また、正極側は、液体循環ポンプ32対して直列に正極側セル路22、循環管路33a、液体循環ポンプ32、循環管路33b、硫酸バナジウム水溶液35、循環管路33c、負極側セル路21と循環して、正極側セル路22に戻る系統を付け加えるものである。
14, two electrolyte containers 11 and two electrolyte containers 31 are provided.
Of course, the negative electrode side circulates through the negative electrode cell line 21, the circulation line 13a, the liquid circulation pump 12, the circulation line 13b, the vanadium sulfate aqueous solution 15, the circulation line 13c, and the positive electrode cell line 21. Go back to 21. On the positive electrode side, the positive electrode cell line 22, the circulation line 33a, the liquid circulation pump 32, the circulation line 33b, the vanadium sulfate aqueous solution 35, the circulation line 33c, and the negative electrode cell line 21 are connected in series with the liquid circulation pump 32. , and return to the positive cell path 22 is added.

このとき、負極側セル路21の硫酸バナジウム水溶液15の出口と正極側セル路22の硫酸バナジウム水溶液35の出口を同一端部としたり、負極側セル路21の硫酸バナジウム水溶液15の両者の出口を反対側端部とすることができる。 At this time, the outlet of the aqueous vanadium sulfate solution 15 of the negative electrode cell path 21 and the outlet of the aqueous vanadium sulfate solution 35 of the positive electrode cell path 22 may be located at the same end, or both outlets of the aqueous vanadium sulfate solution 15 of the negative electrode cell path 21 may be located at the same end. It can be the opposite end.

本実施の形態における硫酸バナジウム水溶液15,35を電解液として用いるレドックスフロー電池300において、充電により4価バナジウムを5価バナジウムに変化させる間または放電により5価バナジウムを4価バナジウムに変化させる間、及び/または4価バナジウム及び5価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ17で検出し、前記色彩から前記電解液の正極の充電状態を特定する正極側充放電状態検出部と、放電により3価バナジウムを2価バナジウムに変化させる間または充電により2価バナジウムを3価バナジウムに変化させる間、及び/または2価バナジウム及び3価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ17で検出し、前記色彩から前記電解液の負極の充電状態を特定する負極側充放電状態検出部を具備し、前記正極側充放電状態検出部及び/または前記負極側充放電状態検出部は、前記電解液の循環管路に配設したLEDの透過光または散乱光、反射光のうちの何れか1以上の検出値により、放電残量の波長(周波数)を算出し、前記波長(周波数)から放電残量を特定する。 In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15 and 35 in the present embodiment as an electrolyte, while changing tetravalent vanadium to pentavalent vanadium by charging or changing pentavalent vanadium to tetravalent vanadium by discharging, and/or a positive electrode side charge/discharge state detection unit that detects the color of the electrolytic solution composed of tetravalent vanadium and pentavalent vanadium with a color sensor 17 and specifies the charge state of the positive electrode of the electrolytic solution from the color, While changing the valence vanadium to divalent vanadium or while changing the divalent vanadium to trivalent vanadium by charging, and / or detecting the color of the electrolytic solution composed of divalent vanadium and trivalent vanadium with the color sensor 17, A negative electrode side charge/discharge state detection unit that identifies the charge state of the negative electrode of the electrolytic solution from the color, and the positive electrode side charge/discharge state detection unit and/or the negative electrode side charge/discharge state detection unit detects circulation of the electrolytic solution. The wavelength (frequency) of the remaining discharge is calculated from the detected value of one or more of transmitted light, scattered light, and reflected light of the LED arranged in the pipe, and the remaining discharge is calculated from the wavelength (frequency). Identify.

正極反応は VO2+ + H2O →/← VO2 + + e- + 2H+
(4価(青)) (5価(黄))
負極反応は VO3+ + e- →/← VO2+
(3価(緑)) (2価(紫))
但し、矢印→は充電、矢印←は放電である。
硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75事態に劣化が生じない。
The positive electrode reaction is VO 2+ + H 2 O →/← VO 2 + + e - + 2H +
(tetravalent (blue)) (pentavalent (yellow))
The negative electrode reaction is VO 3+ + e →/← VO 2+
(Trivalent (green)) (Divalent (purple))
However, the arrow → indicates charging, and the arrow ← indicates discharging.
In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as the electrolyte, the positive electrode and the negative electrode can be charged and discharged by increasing and decreasing the number of "valences" of vanadium ions. Since the aqueous solution does not deteriorate in principle, the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 does not deteriorate.

硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300に使用する負極の2価バナジウムは「紫」、3価バナジウムは「緑色」、また、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。負極は充電完了のとき2価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、3価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき2価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、4価バナジウムは「青色」となる。 In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as the electrolyte, the divalent vanadium of the negative electrode is “purple”, the trivalent vanadium is “green”, and the tetravalent vanadium of the positive electrode is “blue”. ”, pentavalent vanadium is “yellow”. In the negative electrode, the divalent vanadium becomes "purple" when charging is completed, and the trivalent vanadium becomes "green" when discharging is completed. Moreover, the tetravalent vanadium of the positive electrode is "blue", and the pentavalent vanadium is "yellow". When the positive electrode is completely charged, the divalent vanadium becomes "yellow", and when the discharging is completed, the tetravalent vanadium becomes "blue".

したがって、これを図8のカラートライアングルで示すと、正極の4価バナジウムは「青色(450~495nm)」、5価バナジウムは「黄色(570~590nm)」間の変化となり、図8に示す「黄色」と「青色」との間の領域上の色彩を移動することになる。
同様に、負極の2価バナジウムは「紫色(380~450nm)」、3価バナジウムの「緑色(495~570nm)」で、5価バナジウムの「黄色」、3価バナジウムの「緑色」を結んだ領域上の色を移動することになる。正極の4価バナジウムの「青色」、5価バナジウムの「黄色」を結んだ領域上を移動することになる。
Therefore, if this is shown by the color triangle in FIG. 8, the tetravalent vanadium of the positive electrode changes between "blue (450 to 495 nm)" and the pentavalent vanadium changes between "yellow (570 to 590 nm)". It will move the color on the area between "yellow" and "blue".
Similarly, the divalent vanadium of the negative electrode is "purple (380-450 nm)", the trivalent vanadium is "green (495-570 nm)", the pentavalent vanadium is "yellow", and the trivalent vanadium is "green". It will move the color over the area. It moves on the region connecting the positive electrode's tetravalent vanadium "blue" and pentavalent vanadium "yellow".

硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300に使用する負極の2価バナジウムは「紫色(380~450nm)」、3価バナジウムは「緑色(495~570nm)」、また、正極の4価バナジウムは「青色(450~495nm)」、5価バナジウムは「黄色(570~590nm)」である。負極は充電完了のとき2価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、3価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき2価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、4価バナジウムは「青色」となる。 The divalent vanadium of the negative electrode used in the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as the electrolyte is “purple (380 to 450 nm)”, the trivalent vanadium is “green (495 to 570 nm)”, The tetravalent vanadium of the positive electrode is "blue (450 to 495 nm)", and the pentavalent vanadium is "yellow (570 to 590 nm)". In the negative electrode, the divalent vanadium becomes "purple" when charging is completed, and the trivalent vanadium becomes "green" when discharging is completed. Moreover, the tetravalent vanadium of the positive electrode is "blue", and the pentavalent vanadium is "yellow". When the positive electrode is completely charged, the divalent vanadium becomes "yellow", and when the discharging is completed, the tetravalent vanadium becomes "blue".

したがって、これを図8のカラートライアングルで示すと、正極は4価バナジウムは「青色(450~495nm)」、5価バナジウムは「黄色(570~590nm)」となり、図5に示す「黄色」と「青色」との間の領域上の色を移動することになる。
負極の2価バナジウムの「紫色」、3価バナジウムの「緑色」を結んだ領域上を移動することになる。正極の4価バナジウムの「青色」、5価バナジウムの「黄色」を結んだ線上を移動することになる。
Therefore, when this is shown by the color triangle in FIG. You would move the color on the area between "blue".
It moves on the area connecting the negative electrode's "purple" color of divalent vanadium and "green" color of trivalent vanadium. It will move on the line connecting the "blue" of tetravalent vanadium of the positive electrode and the "yellow" of pentavalent vanadium.

発光素子を構成する白色LEDに対し、380~700[nm]を含む周波数の波長を出力させる。受光素子は、特定の波長380~700[nm]の発光光に対して受光素子の出力のピークが特定の波長380~700[nm]の何れかにあるから、前記ピーク値から負極においては2価バナジウムの「紫色(380~450nm)」から3価バナジウムの「緑色(495~570nm)」、また、正極においては4価バナジウムの「青色(450~495nm)」から5価バナジウムの「黄色(570~590nm)」として変化する。
したがって、負極においては2価バナジウムの「紫色」と3価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域上に現在の充放電残量がある。また、正極においては4価バナジウムの「青色」と5価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域下と推定される特定の波長に振幅に充放電残量があることがわかる。
A wavelength of a frequency including 380 to 700 [nm] is output from the white LED that constitutes the light emitting element. Since the peak of the output of the light-receiving element for emitted light with a specific wavelength of 380-700 [nm] is at any of the specific wavelengths of 380-700 [nm], the peak value at the negative electrode is 2 From "purple (380 to 450 nm)" of valent vanadium to "green (495 to 570 nm)" of trivalent vanadium, and in the positive electrode, "blue (450 to 495 nm)" of tetravalent vanadium to "yellow ( 570-590 nm)”.
Therefore, in the negative electrode, the current remaining amount of charge and discharge is on the region connecting the "purple" of divalent vanadium and the "green" of trivalent vanadium. In addition, in the positive electrode, it can be seen that there is a remaining amount of charge and discharge in the amplitude at a specific wavelength presumed to be in the region connecting the "blue" of tetravalent vanadium and the "yellow" of pentavalent vanadium.

特に、充電中であっても、放電中であっても、充放電残量を測定できる。したがって、通常の二次電池であれば、充電時間と通電電流から充放電残量を測定するのが一般的であるが、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300ではレドックスフロー電池300の負荷が加わっていると、加わっていないとに関係なく、その時点の充放電残量を測定できる。
しかも、2価バナジウムの「紫色」と3価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域、4価バナジウムの青色と5価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域下で、当該硫酸バナジウム水溶液の色を判別するものであるから、色彩で判断され、読み取り誤差を少なくすることができる。
また、発光にはLDEが特定の周波数で発光し、しかも、フォトカプラを構成するフォトダイオードはその特定の周波数を検出するから、その発光色の周波数をシャープに検出することができる。
In particular, the charge/discharge remaining amount can be measured even during charging and discharging. Therefore, if it is a normal secondary battery, it is common to measure the charge / discharge remaining amount from the charging time and the current flow, but the redox flow battery using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as the electrolyte In 300, if the load of the redox flow battery 300 is applied, regardless of whether it is not applied, the charge/discharge remaining amount at that time can be measured.
Moreover, the color of the vanadium sulfate aqueous solution can be discriminated in the area connecting the "purple" of divalent vanadium and the "green" of trivalent vanadium, and the area connecting the blue of tetravalent vanadium and the "yellow" of pentavalent vanadium. Therefore, it is judged by color, and reading error can be reduced.
In addition, since the LDE emits light at a specific frequency and the photodiode constituting the photocoupler detects the specific frequency, the frequency of the emitted light can be sharply detected.

特に、2個の発光色の放電残量が異なったとき、充電残量を少なくする放電残量の検出値を採用し、再度の充電のタイミングを効率よく行う。
例えば、現在の硫酸バナジウム水溶液からなる電解液の色が1回約380~700[nm]の走査のうち何れにあるかを検出する。
即ち、負極における2価バナジウムの「紫色(380~450nm)」から3価バナジウムの「緑色(495~570nm)」の電解液、同様に、正極における4価バナジウムの「青色(450~495nm)」から5価バナジウムの「黄色(570~590nm)」の電解液は、例えば、負極は2価バナジウムの「紫色(380nm)」と3価バナジウムの「緑色(495nm)」または負極は2価バナジウムの「紫色(450nm)」と3価バナジウムの「緑色(570nm)」と領域を変化することになる。少なくとも、電解液の色が380~700[nm]の何れにあるかを検出する光検出能力を有していればよい。
In particular, when the remaining discharge amounts of the two luminescent colors are different, the detection value of the remaining discharge amount that reduces the remaining charge amount is adopted, and the timing of recharging is efficiently performed.
For example, the current color of the electrolytic solution made of vanadium sulfate aqueous solution is detected in one scan of about 380 to 700 [nm].
That is, the electrolytic solution of "purple (380 to 450 nm)" of divalent vanadium to "green (495 to 570 nm)" of trivalent vanadium in the negative electrode, similarly, "blue (450 to 495 nm)" of tetravalent vanadium in the positive electrode. From the pentavalent vanadium “yellow (570 to 590 nm)” electrolyte, for example, the negative electrode is divalent vanadium “purple (380 nm)” and the trivalent vanadium “green (495 nm)” or the negative electrode is divalent vanadium The region changes between "purple (450 nm)" and "green (570 nm)" of trivalent vanadium. At least, it suffices to have a photodetection capability to detect the color of the electrolyte solution within the range of 380 to 700 [nm].

本実施の形態における硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300において、充電により4価バナジウムを5価バナジウムに変化させる間または放電により5価バナジウムを4価バナジウムに変化させる間、及び/または前記4価バナジウム及び5価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ17で検出し、前記色彩から前記電解液の正極の充電状態を特定する正極側放電残量の検出部と、放電により3価バナジウムを2価バナジウムに変化させる間または充電により2価バナジウムを3価バナジウムに変化させる間、及び/または前記2価バナジウム及び3価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ17で検出し、前記色彩から前記電解液の負極の充電状態を特定する負極側の検出部を具備し、前記正極側の放電残量の検出部及び/または前記負極側の放電残量の検出部は、前記電解液の循環管路に配設した発光ダイオードの透過光または散乱光、反射光の検出値により、放電残量の波長(周波数)を算出し、前記波長(周波数)の検出値の小さい方を充電電力量として特定したものである。 In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 according to the present embodiment as the electrolyte solution, during charging to change tetravalent vanadium to pentavalent vanadium or discharging to change pentavalent vanadium to tetravalent vanadium While changing and/or detecting the color of the electrolytic solution composed of tetravalent vanadium and pentavalent vanadium with the color sensor 17, detecting the positive electrode side discharge remaining amount to specify the charge state of the positive electrode of the electrolytic solution from the color part, while changing trivalent vanadium to divalent vanadium by discharging or changing divalent vanadium to trivalent vanadium by charging, and/or changing the color of the electrolyte solution composed of divalent vanadium and trivalent vanadium A detection unit on the negative electrode side that detects the charge state of the negative electrode of the electrolytic solution from the color detected by the sensor 17, and a detection unit for the remaining discharge amount on the positive electrode side and/or the remaining discharge amount on the negative electrode side. The detection unit calculates the wavelength (frequency) of the remaining amount of discharge from the detected values of transmitted light, scattered light, and reflected light of a light-emitting diode arranged in the circulation pipe of the electrolyte, and detects the wavelength (frequency). The smaller value is specified as the charge power amount.

この実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300は、正極側の放電残量の検出部及び/または負極側の放電残量の検出部は、電解液の循環管路13,33,53,73に配設した透過光または反射光の検出値により、放電残量の波長(周波数)を算出し、前記波長(周波数)の検出値の小さい方を放電残量として特定した。
硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が原理的には劣化しないから、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75に劣化が生じ難い。
In the redox flow battery 300 that uses the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 of this embodiment as the electrolyte, the detection unit for the remaining discharge amount on the positive electrode side and/or the detection unit for the remaining discharge amount on the negative electrode side The wavelength (frequency) of the residual discharge is calculated from the detected value of transmitted light or reflected light arranged in the liquid circulation pipes 13, 33, 53, 73, and the smaller detected value of the wavelength (frequency) is used. It was identified as the remaining amount of discharge.
In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as the electrolyte, the positive electrode and the negative electrode can be charged and discharged by increasing and decreasing the number of "valences" of vanadium ions. Since the aqueous solutions 15, 35, 55, 75 are not degraded in principle, the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, 75 are less likely to be degraded.

また、硫酸バナジウム水溶液15,35を電解液として用いるレドックスフロー電池300においては、充電により4価バナジウムを5価バナジウムに変化させる間または放電により5価バナジウムを4価バナジウムに変化させる間、前記4価バナジウム及び5価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ17で検出し、前記色彩から前記電解液の正極の充電状態を特定する正極側充放電状態検出部と、放電により3価バナジウムを2価バナジウムに変化させる間または充電により2価バナジウムを3価バナジウムに変化させる間、前記2価バナジウム及び3価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ17で検出し、前記色彩から前記電解液の負極の充電状態を特定する負極側充放電状態検出部は、前記電解液の循環管路に配設した発光ダイオードの透過光または反射のピーク値を基に充電電力量の波長(周波数)を色彩から算出するものであるから、現在の充電状況を正確に知ることができる。 Further, in the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15 and 35 as the electrolyte, the above-mentioned 4 A positive electrode side charge/discharge state detection unit that detects the color of an electrolytic solution composed of valent vanadium and pentavalent vanadium with a color sensor 17 and specifies the charge state of the positive electrode of the electrolytic solution from the color, and a trivalent vanadium by discharging to 2 During the change to valent vanadium or while the divalent vanadium is changed to trivalent vanadium by charging, the color of the electrolytic solution composed of the divalent vanadium and the trivalent vanadium is detected by the color sensor 17, and the color of the electrolytic solution is detected from the color. The negative electrode side charge/discharge state detection unit that specifies the charge state of the negative electrode detects the wavelength (frequency) of the charge power amount based on the peak value of the transmitted light or reflection of the light emitting diode arranged in the circulation pipe of the electrolyte. , the current charging status can be accurately known.

そして、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300においては、正極側の放電残量の検出及び/または負極側の放電残量の検出が、電解液の循環管路13,33に配設した発光ダイオードの透過光または反射光のピーク値により、正極側の放電残量の検出または負極側の放電残量の検出部の検出値の小さい方を充電電力量として算出するから、電池の使用において電圧が異常に低下することがない。 In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as the electrolyte, the detection of the remaining discharge amount on the positive electrode side and/or the detection of the remaining discharge amount on the negative electrode side is performed by the electrolyte circulation tube. Based on the peak value of transmitted light or reflected light of the light emitting diodes arranged on the paths 13 and 33, the smaller of the detection value of the remaining discharge amount on the positive electrode side or the detection unit of the remaining discharge amount on the negative electrode side is taken as the charging power amount. Since the calculation is performed, the voltage does not drop abnormally during use of the battery.

また、前記電解液の色彩を基に充電電力量を算出するものであるから、予備の電解液容器(11,31,51,71)の切り替えタイミング時期が明確となり、複数の予備電解液容器の切り替えを正確に行うことができる。
本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300において、正極側充放電状態検出部及び/または負極側充放電状態検出部における電解液の循環管路13,33,53,73に配設した白色発光ダイオード45の散乱光または反射光の検出は、正極側充電状態検出部及び/または負極側充電状態検出部の検出値が、現在の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75からなる電解液の色が380~700スキャニング[nm]の何れにあるかを検出する。
In addition, since the charge power amount is calculated based on the color of the electrolyte solution, the switching timing of the spare electrolyte solution containers (11, 31, 51, 71) is clarified, and a plurality of spare electrolyte solution containers can be switched. Switching can be performed accurately.
In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 of the present embodiment as the electrolyte, the circulation conduit of the electrolyte in the positive electrode side charge/discharge state detection unit and/or the negative electrode side charge/discharge state detection unit Scattered light or reflected light from the white light emitting diodes 45 arranged at 13, 33, 53, and 73 is detected by the current vanadium sulfate aqueous solution. The color of the electrolyte consisting of 15, 35, 55, and 75 is detected at which of 380 to 700 scanning [nm].

即ち、負極における2価バナジウムの「紫色(380~450nm)」から3価バナジウムの「緑色(495~570nm)」の電解液、同様に、正極における4価バナジウムの「青色(450~495nm)」から5価バナジウムの「黄色(570~590nm)」の電解液は、例えば、負極は2価バナジウムの「紫色(380nm)」と3価バナジウムの「緑色(495nm)」または負極は2価バナジウムの「紫色(450nm)」と3価バナジウムの「緑色(570nm)」と領域を変化することになる。少なくとも、電解液の色が380~700[nm]の何れにあるかを検出する光検出能力を有していればよい。 That is, the electrolytic solution of "purple (380 to 450 nm)" of divalent vanadium to "green (495 to 570 nm)" of trivalent vanadium in the negative electrode, similarly, "blue (450 to 495 nm)" of tetravalent vanadium in the positive electrode. From the pentavalent vanadium “yellow (570 to 590 nm)” electrolyte, for example, the negative electrode is divalent vanadium “purple (380 nm)” and the trivalent vanadium “green (495 nm)” or the negative electrode is divalent vanadium The region changes between "purple (450 nm)" and "green (570 nm)" of trivalent vanadium. At least, it suffices to have a photodetection capability to detect the color of the electrolyte solution within the range of 380 to 700 [nm].

本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300において、正極側の放電残量の検出及び/または負極側の放電残量の検出における電解液の循環管路13,33,53,73に配設した白色LEDの負極側の放電残量の検出の検出値が、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液の「紫色(380~450nm)」と「緑色(495~570nm)」を結ぶ何れかの位置、「青色(450~495nm)」と「黄色(570~590nm)」を結ぶ何れかの位置にあるかを検出し、放電残量を算出するものである。 In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 of the present embodiment as the electrolyte, circulation of the electrolyte in detection of the remaining discharge amount on the positive electrode side and/or detection of the remaining discharge amount on the negative electrode side The detection value of the remaining amount of discharge on the negative electrode side of the white LED arranged in the pipe line 13, 33, 53, 73 is that the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 is the "purple (380 to 450 nm) of the electrolytic solution. ” and “green (495 to 570 nm)”, or any position connecting “blue (450 to 495 nm)” and “yellow (570 to 590 nm)”. is calculated.

このとき、「紫色(380~450nm)」から「緑色」(495~570nm)の領域から得られる放電残量と、「青色」(450~495nm)から「黄色(570~590nm)」の領域から得られる放電残量とを単純平均して電解液の放電残量を出しても良いし、放電残量の放電量が少ない電力量または多い電力量を選択してもよい。
何れにせよ、繰り返し使用している間に両者間の差が少なくなるので、何れを選択しても大きな違いはない。
At this time, the remaining amount of discharge obtained from the region from "purple (380 to 450 nm)" to "green" (495 to 570 nm), and from the region from "blue" (450 to 495 nm) to "yellow (570 to 590 nm)" The obtained remaining amount of discharge may be simply averaged to obtain the remaining amount of discharge of the electrolytic solution, or the amount of electric power with a small or large amount of discharge from the remaining amount of discharge may be selected.
In any case, the difference between the two decreases during repeated use, so there is no big difference between the two.

図15は本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300の事例であり、図1または図2との相違点のみ説明する。
液体循環ポンプ12は定速回転とし、循環管路13bを介して硫酸バナジウム水溶液15を収容する電解液容器11、循環管路13cを介してセルスタック21の負極側セル路21、循環管路13dを介して負極側セル路21の順で回動する。
同様に、液体循環ポンプ32は定速回転とし、循環管路33aを介して硫酸バナジウム水溶液35を収容する電解液容器31、循環管路33cを介してセルスタック20,60の正極側セル路22、循環管路33cを介してセルスタック20の負極側セル路21を回動する。
FIG. 15 shows an example of a redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 of the present embodiment as electrolyte solutions, and only differences from FIG. 1 or 2 will be described.
The liquid circulation pump 12 rotates at a constant speed, and the electrolytic solution container 11 containing the vanadium sulfate aqueous solution 15 through the circulation line 13b, the negative electrode side cell line 21 of the cell stack 21 through the circulation line 13c, and the circulation line 13d. through the negative electrode side cell path 21 in order.
Similarly, the liquid circulation pump 32 rotates at a constant speed. , rotates the negative cell path 21 of the cell stack 20 via the circulation path 33c.

ここで、負極側セル路21から循環管路13a、液体循環ポンプ12、循環管路13b、電解液容器11の硫酸バナジウム水溶液15が循環する電解液容器11及び負極側セル路21、負極側セル路21及び負極側セル路21、循環管路13dの循環管路、並びに、正極側セル路22から循環管路33a、液体循環ポンプ32、循環管路33b、電解液容器31の硫酸バナジウム水溶液35が循環する電解液容器31及び正極側セル路22、循環管路33dの循環管路を循環する。
なお、本実施の形態では、液体循環ポンプ12,32,52,72を増加させない事例である。
Here, the circulation line 13a, the liquid circulation pump 12, the circulation line 13b, the electrolyte container 11 in which the vanadium sulfate aqueous solution 15 in the electrolyte container 11 circulates from the negative electrode cell line 21, the negative electrode cell line 21, and the negative electrode cell. 21, the negative electrode side cell line 21, the circulation line of the circulation line 13d, and from the positive electrode side cell line 22, the circulation line 33a, the liquid circulation pump 32, the circulation line 33b, and the vanadium sulfate aqueous solution 35 of the electrolytic solution container 31. circulates through the electrolyte container 31, the positive electrode cell path 22, and the circulation conduit 33d.
In this embodiment, the number of liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 is not increased.

このように、セルスタック20,60は、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75の循環管路を独立させ、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を各々と独立させて硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75の電解液容器11と電解液容器31の容積を大きくすることにより、出力時間を長くすることができる。
セルスタック20,60の循環方向に直列接続することによって、出力電圧を決定することができる。セルスタック20,60の電圧は、隔膜板23Bを挟む正極電極25及び負極電極24によって決定され、正極電極25及び負極電極24の面積は、定格の通電電流を決定する。
In this way, the cell stacks 20, 60 have independent circulation lines for the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, 75, and separate the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, 75 from each other. By increasing the capacity of the electrolyte container 11 and the electrolyte container 31 of 35, 55, 75, the output time can be lengthened.
By serially connecting the cell stacks 20, 60 in the circular direction, the output voltage can be determined. The voltage of the cell stacks 20, 60 is determined by the positive electrode 25 and the negative electrode 24 sandwiching the diaphragm plate 23B, and the area of the positive electrode 25 and the negative electrode 24 determines the rated current.

即ち、図15は、セルスタック20A側の正極の電極板25及び負極の電極板25の面積と、セルスタック20A側の正極電極25及び負極の電極板25の面積とを同一とし、定格の通電電流を変化させず、セルスタック20側の消費電力を大きくしたものである。
セルスタック20とセルスタック20A、セルスタック20Bの電力は、セルスタック20Aを小消費電力とし、本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35を電解液として用いるレドックスフロー電池300の制御機器の電力に使用するものである。
That is, in FIG. 15, the area of the positive electrode plate 25 and the negative electrode plate 25 on the cell stack 20A side is the same as the area of the positive electrode plate 25 and the negative electrode plate 25 on the cell stack 20A side, and the rated energization is performed. The power consumption on the cell stack 20 side is increased without changing the current.
The electric power of the cell stack 20, the cell stack 20A, and the cell stack 20B is the electric power of the control device of the redox flow battery 300 that uses the vanadium sulfate aqueous solutions 15 and 35 of the present embodiment as the electrolytic solution while the cell stack 20A consumes a small amount of power. is to be used.

本発明を実施する場合には、必ずしも、セルスタック20とセルスタック60に分離する必要はないが、この実施の形態のようにセルスタック20の構成にセルスタック60の構成を追加すると、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75は電解液として循環しており、充放電回数、電解液の再使用は変化していないから、セルスタック20Aとセルスタック60とを混合していても、不利になることはない。
特に、セルスタック60側から本実施の形態のレドックスフロー電池300の制御用の電力を使用すれば、セルスタック20の劣化を低減することができる。
なお、セルスタック20の出力電圧V1とセルスタック60の出力電圧V2とは、V1=V2の関係があるが、V1≧V2、V1≦V2とすることもできる。
またそれらの定格電流を変化させることもできる。
When carrying out the present invention, it is not always necessary to separate the cell stack 20 and the cell stack 60, but if the configuration of the cell stack 60 is added to the configuration of the cell stack 20 as in this embodiment, vanadium sulfate The aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 circulate as electrolytes, and the number of charge/discharge times and reuse of the electrolytes do not change. will not be.
In particular, if the electric power for controlling the redox flow battery 300 of the present embodiment is used from the cell stack 60 side, deterioration of the cell stack 20 can be reduced.
Although the output voltage V1 of the cell stack 20 and the output voltage V2 of the cell stack 60 have a relationship of V1=V2, V1≧V2 and V1≦V2 can also be satisfied.
It is also possible to vary their rated currents.

本発明を実施する場合のセルスタック20とセルスタック60は、電気的特性をレドックスフロー電池300の起電力の変化及び充電完了の際のレドックスフロー電池300の起電力の変化をみて、電気的特性等の違いを理解するためのものである。
特に、レドックスフロー電池300の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75は、電解液として循環しており、充放電回数、電解液の再使用は変化しないから、セルスタック20,60は比例関係となる。しかし、レドックスフロー電池300等の二次電池の特性を使用する電力によって変化させることができる。
The cell stack 20 and the cell stack 60 in the case of carrying out the present invention are evaluated by observing the change in the electromotive force of the redox flow battery 300 and the change in the electromotive force of the redox flow battery 300 at the completion of charging. It is for understanding the difference between
In particular, the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 of the redox flow battery 300 circulate as electrolyte, and the number of charge/discharge times and the reuse of the electrolyte do not change, so the cell stacks 20 and 60 are in a proportional relationship. Become. However, the characteristics of a secondary battery such as the redox flow battery 300 can be changed depending on the power used.

本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300において、正極側の放電残量の検出及び/または負極側の放電残量の検出における前記電解液の循環管路13,33,53,73に配設した白色LED45の透過光、散乱光または反射光による検出は、前記正極側の放電残量の検出及び/または前記負極側の放電残量の検出部の検出値が、硫酸バナジウム水溶液15,35を電解液の「紫色(380~450nm)」と「緑色(495~570nm)」、「青色(450~495nm)」と「黄色(570~590nm)」の領域の何れにあるかを検出すると共に、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75の電解液の循環管路15,35,55,75に配設したセルの充放電特性から、放電残量を算出したり、それによって補正してもよい。 In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 of the present embodiment as the electrolyte, Detection by transmitted light, scattered light, or reflected light of the white LEDs 45 arranged in the circulation pipes 13, 33, 53, 73 is detection of the remaining discharge amount on the positive electrode side and/or detection of the remaining discharge amount on the negative electrode side. The detection value of the part is "purple (380 to 450 nm)" and "green (495 to 570 nm)", "blue (450 to 495 nm)" and "yellow (570 to 590 nm)" of the vanadium sulfate aqueous solution 15 and 35 of the electrolytic solution. , and from the charging and discharging characteristics of the cells arranged in the electrolytic solution circulation lines 15, 35, 55, 75 of the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75, the residual discharge is detected. The amount may be calculated and corrected accordingly.

図13は本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300の制御構成について説明する。
レドックスフロー電池300及びソーラーパネル301及びインバータ304、商用電源305は、図1及び図2と同じであるから、その説明を割愛する。
FIG. 13 illustrates the control configuration of the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 of the present embodiment as electrolyte solutions.
Redox flow battery 300, solar panel 301, inverter 304, and commercial power supply 305 are the same as in FIGS.

制御装置CPUには、図示していないが、電解液容器11,31,51,71からの電解液の漏れ、また、セルスタック20からセルスタック容器120に対する漏れを検出する必要数量の湿度センサの出力を2値入力している。 Although not shown, the controller CPU has a required number of humidity sensors for detecting electrolyte leakage from the electrolyte containers 11, 31, 51, and 71 and leakage from the cell stack 20 to the cell stack container 120. Binary output is input.

また、必要数量のフロートセンサ100が制御装置CPUの2値入力としている。そして、必要数の白色LED45を点灯させる出力を、必要数のカラーセンサ17の検出出力を制御装置CPUから出力している。更に、レドックスフロー電池300の放電残量をディスプレイ18で表示するもので、表示対象を3~20に分割している。液体循環ポンプ12,32,52,72についても、必要数の対の液体循環ポンプ12,32,52,72に電力を供給している。本実施の形態においては、通常、100%の電力で回転させて充電及び放電を行い。また、充電及び放電が少ないときには、1/3~1/10の回転数で充電及び放電を行う。 Also, the required number of float sensors 100 are used as binary inputs for the control device CPU. The output for lighting the required number of white LEDs 45 and the detection output of the required number of color sensors 17 are output from the control device CPU. Further, the remaining discharge amount of the redox flow battery 300 is displayed on the display 18, and the display objects are divided into 3 to 20. FIG. As for the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72, power is supplied to the required number of pairs of liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 as well. In this embodiment, charging and discharging are normally performed by rotating at 100% electric power. Also, when charging and discharging are small, charging and discharging are performed at a rotation speed of 1/3 to 1/10.

本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300は、図14のフローチャートのように制御される。
まず、ステップS0で初期化を行い、ステップS1で湿度センサにより硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が漏れ出していないかを判断し、漏れ出しているのであれば、ステップS2で硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300の正負の端子は、その端子を開放し、レドックスフロー電池300からの充放電を停止し、ステップS3でディスプレイ18を点滅または片側または両側を赤色として連続転倒を行う。即ち、異常停止状態を訴える。
このとき、カラーセンサ17は何ら作用していない。湿度センサが動作すると、ステップS0乃至ステップS3のルーチンの処理を繰り返し実行する。
The redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, 75 of the present embodiment as the electrolyte is controlled as shown in the flowchart of FIG.
First, in step S0, initialization is performed, and in step S1, it is determined whether or not the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 is leaking by the humidity sensor. The positive and negative terminals of the redox flow battery 300 using 15, 35, 55, and 75 as an electrolyte are opened to stop charging and discharging from the redox flow battery 300, and in step S3, the display 18 is flashed or one side or Repeat tumbles with red on both sides. That is, it complains of an abnormal stop state.
At this time, the color sensor 17 does not act at all. When the humidity sensor operates, the routine processing of steps S0 to S3 is repeatedly executed.

ステップS1で湿度センサから硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が漏れ出していないと判断したとき、ステップS4でカラーセンサ17によってステップS5で、ディスプレイ18に数値または色彩を点灯させ、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75の放電残量を検出する。具体的には、カラーセンサ17によって検出した色彩から放電残量を算出し、ステップS6で放電残量をディスプレイ18で表示する。
このディスプレイ18に数値または色彩を点灯させる表示は、レドックスフロー電池300の使用中の確認データである。
ステップS7のフロートセンサ100の値が所定の範囲内(高い値と低い値に挟まれた範囲)であるか判断し、実施例においては、フロートセンサ100の値が所定の液位よりも高い値のとき、液体循環ポンプ12の回転速度を低下させる。
When it is determined in step S1 that the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 has not leaked from the humidity sensor, the color sensor 17 in step S4 causes the display 18 to light up numerical values or colors in step S5, and the vanadium sulfate aqueous solution is detected. 15, 35, 55, and 75 remaining discharge levels are detected. Specifically, the remaining amount of discharge is calculated from the color detected by the color sensor 17, and the remaining amount of discharge is displayed on the display 18 in step S6.
The indication that the display 18 lights up numerical values or colors is confirmation data during use of the redox flow battery 300 .
It is determined whether the value of the float sensor 100 in step S7 is within a predetermined range (the range sandwiched between a high value and a low value). , the rotational speed of the liquid circulation pump 12 is reduced.

逆に、フロートセンサ100の値が所定の液位よりも低い値のとき、液体循環ポンプ12,32,52,72の回転速度を高くする。ステップS7及びステップS8で同様に速度制御される。このとき、液体循環ポンプ12,32,52,72は、連続可変可能であってもよいし、数段に変速するものでもよい。
ステップS9で液体循環ポンプ12,32,52,72が停止しているか否かを判断し、停止しているときには、ステップS10で液体循環ポンプ12,32,52,72の停止がT時間継続しているか判断する。T時間の継続とは、24時間、48時間、72時間というの最低単位にしてもよい。そのT時間継続して動作していなかった時には、セル単位の特性に乱れが生じるといけないので、ステップS11でt時間だけ継続して液体循環ポンプ12,32,52,72を駆動する。
Conversely, when the value of the float sensor 100 is lower than the predetermined liquid level, the rotational speeds of the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 are increased. The speed is similarly controlled in steps S7 and S8. At this time, the liquid circulating pumps 12, 32, 52, 72 may be continuously variable, or may be speed-changeable in several stages.
At step S9, it is determined whether or not the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 are stopped. determine whether The duration of T time may be a minimum unit of 24 hours, 48 hours, or 72 hours. If the liquid circulation pumps 12, 32, 52, and 72 have not been operated continuously for the T time period, the liquid circulation pumps 12, 32, 52, and 72 are driven continuously for the t time period in step S11 in order to avoid disturbance in the characteristics of each cell.

液体循環ポンプ12,32,52,72を駆動して、ステップS11でt時間だけ継続動作した時、ステップS12で放電残量が100%のときには、それ以上の充電が不可能であるから、ステップS13で液体循環ポンプ12,32,52,72の動作を遅くするか、停止とする。
そして、ステップS14でレドックスフロー電池300の放電負荷が小さいとき、または、レドックスフロー電池300の充電負荷が小さいとき、これは、充電電流または放電電流が小さいとき、ステップS16で液体循環ポンプ12,32,52,72の電流を1/2~1/10程度に低下させる。少なくとも、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が循環している。
When the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 are driven and continuously operated for t time in step S11, and when the remaining amount of discharge is 100% in step S12, further charging is impossible. At S13, the operation of the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 is slowed down or stopped.
When the discharge load of the redox flow battery 300 is small in step S14, or when the charge load of the redox flow battery 300 is small, the liquid circulation pumps 12 and 32 are discharged in step S16 when the charging current or discharging current is small. , 52 and 72 are reduced to about 1/2 to 1/10. At least vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55 and 75 are circulated.

また、ステップS14及びステップS16でレドックスフロー電池300の電解液として硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を用いているが、レドックスフロー電池300の放電負荷が大きいとき、即ち、レドックスフロー電池300の充電電流または放電電流が大きいとき、ステップS15で液体循環ポンプ12,32,52,72の電流を100%に上昇し、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が電解液としての機能を果たせるように循環させている。
勿論、ステップS14では、レドックスフロー電池300の充放電負荷が大きいときと、小さいときに区別し、2つに分けていたが、本発明を実施する場合には、1乃至5に分割してもよいし、連続に対応させてもよい。
Also, in steps S14 and S16, the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 are used as the electrolytic solution of the redox flow battery 300, but when the discharge load of the redox flow battery 300 is large, When the charging current or discharging current is large, the current of the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 is increased to 100% in step S15 so that the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 can function as an electrolyte. is circulated to
Of course, in step S14, when the charge/discharge load of the redox flow battery 300 is large and when it is small, it is divided into two. It is good, and you may make it correspond continuously.

上記実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300において、充電により4価バナジウムを5価バナジウムに変化させる間、または放電により5価バナジウムを4価バナジウムに変化させる間、前記4価バナジウム及び5価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ17で検出し、前記色彩から前記電解液の正極の充電状態を特定する正極側の放電残量の検出と、放電により3価バナジウムを2価バナジウムに変化させる間または充電により2価バナジウムを3価バナジウムに変化させる間、前記2価バナジウム及び3価バナジウムからなる電解液の色彩をカラーセンサ17で検出し、前記色彩から前記電解液の負極の充電状態を特定する負極側の放電残量の検出とを具備し、前記正極側の放電残量の検出及び/または前記負極側の放電残量の検出は、前記電解液の循環管路に配設した色彩検出部の白色LED45の透過光または散乱光、反射光のうちの何れか1以上の検出値により、放電残量を算出する。 In the redox flow battery 300 that uses the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 of the above embodiments as the electrolyte solution, while the tetravalent vanadium is changed to the pentavalent vanadium by charging, or the pentavalent vanadium is changed to the tetravalent vanadium by discharging. While changing to , the color of the electrolytic solution composed of tetravalent vanadium and pentavalent vanadium is detected by the color sensor 17, and the charge state of the positive electrode of the electrolytic solution is specified from the color. Detecting the remaining discharge amount on the positive electrode side and , While the trivalent vanadium is changed to divalent vanadium by discharging or while the divalent vanadium is changed to trivalent vanadium by charging, the color of the electrolyte composed of the divalent vanadium and the trivalent vanadium is detected by the color sensor 17. , and detection of the remaining discharge amount on the negative electrode side for specifying the state of charge of the negative electrode of the electrolytic solution from the color, and the detection of the remaining discharge amount on the positive electrode side and/or the detection of the remaining discharge amount on the negative electrode side. , the remaining amount of discharge is calculated from any one or more detected values of transmitted light, scattered light, and reflected light of the white LED 45 of the color detection unit disposed in the electrolyte circulation line.

硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300では、正極と負極がバナジウムイオンの『価』数の増減によって充放電ができるものであるから、電解液としての硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が原理的には劣化しないことになるから、電解液に劣化が生じない。
硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300に使用する負極の2価バナジウムは「紫色」、3価バナジウムは「緑色」、また、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。
負極は充電完了のとき2価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、3価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき2価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、4価バナジウムは「青色」となる。
In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as the electrolyte, the positive electrode and the negative electrode can be charged and discharged by increasing and decreasing the "valence" of vanadium ions. Since the aqueous solutions 15, 35, 55 and 75 are theoretically not degraded, the electrolytic solution is not degraded.
In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 as the electrolyte, the divalent vanadium of the negative electrode is “purple”, the trivalent vanadium is “green”, and the tetravalent vanadium of the positive electrode is “blue”. ”, pentavalent vanadium is “yellow”.
In the negative electrode, the divalent vanadium becomes "purple" when charging is completed, and the trivalent vanadium becomes "green" when discharging is completed. Moreover, the tetravalent vanadium of the positive electrode is "blue", and the pentavalent vanadium is "yellow". When the positive electrode is completely charged, the divalent vanadium becomes "yellow", and when the discharging is completed, the tetravalent vanadium becomes "blue".

念のため、これを図8のカラートライアングルで示すと、正極の4価バナジウムは「青色(450~495nm)」、5価バナジウムは「黄色(570~590nm)」となり、「黄色」と「青色」との間の色を図8のように直線移動し、負極の2価バナジウムの「紫色」、3価バナジウムの「緑色」を結んだ線上を移動することになる。正極の4価バナジウムの「青色」、5価バナジウムの「黄色」を結んだ線上を原理的には移動することになる。しかし、誤差を考慮しても、正極の「青色」、「黄色」を結んだ領域上を移動することになる。 Just in case, this is indicated by the color triangle in FIG. , and moves along a line connecting the negative electrode's divalent vanadium (purple) and trivalent vanadium (green). In principle, it moves along the line connecting the positive electrode's tetravalent vanadium "blue" and pentavalent vanadium "yellow". However, even if the error is taken into account, it will move on the area connecting the positive electrode "blue" and "yellow".

硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300に使用する負極の2価バナジウムは「紫色」、3価バナジウムは「緑色」、また、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。負極の充電完了のとき2価バナジウムは「紫色」となり、放電完了したとき、3価バナジウムは「緑色」となる。また、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」である。正極は充電完了のとき2価バナジウムは「黄色」となり、放電完了したとき、4価バナジウムは「青色」となる。 In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 as the electrolyte, the divalent vanadium of the negative electrode is “purple”, the trivalent vanadium is “green”, and the tetravalent vanadium of the positive electrode is “blue”. ”, pentavalent vanadium is “yellow”. Divalent vanadium becomes "purple" when charging of the negative electrode is completed, and trivalent vanadium becomes "green" when discharging is completed. Moreover, the tetravalent vanadium of the positive electrode is "blue", and the pentavalent vanadium is "yellow". When the positive electrode is completely charged, the divalent vanadium becomes "yellow", and when the discharging is completed, the tetravalent vanadium becomes "blue".

したがって、正極の4価バナジウムは「青色」、5価バナジウムは「黄色」となり、図8に示す「黄色」と「青色」との間の色彩領域を移動することになる。
負極の2価バナジウムの「紫色」、3価バナジウムの「緑色」を結んだ領域上を移動することになる。正極の4価バナジウムの「青色」、5価バナジウムの「黄色」を結んだ領域上を移動することになる。
Therefore, the tetravalent vanadium of the positive electrode becomes "blue", and the pentavalent vanadium becomes "yellow", moving in the color region between "yellow" and "blue" shown in FIG.
It moves on the area connecting the negative electrode's "purple" color of divalent vanadium and "green" color of trivalent vanadium. It moves on the region connecting the positive electrode's tetravalent vanadium "blue" and pentavalent vanadium "yellow".

そこで、発光素子からは特定の波長の発光を出力させ、受光素子を構成するフォトダイオードは、受光素子の出力のピーク値から、負極においては2価バナジウムの「紫色」から3価バナジウムの「緑色」、または、正極においては4価バナジウムの「青色」から5価バナジウムの「黄色」として変化する。
したがって、負極においては2価バナジウムの「紫色」と3価バナジウムの「緑色」とを結ぶ領域上に現在の充放電残量が検出できる。また、正極においては4価バナジウムの「青色」と5価バナジウムの「黄色」とを結ぶ領域上と推定される特定の波長に充放電残量があることがわかる。
Therefore, the light emitting element is caused to emit light of a specific wavelength, and the photodiode that constitutes the light receiving element selects from the peak value of the output of the light receiving element, from the "purple" of divalent vanadium to the "green" of trivalent vanadium at the negative electrode. , or from the "blue" of tetravalent vanadium to the "yellow" of pentavalent vanadium at the positive electrode.
Therefore, in the negative electrode, the current charge/discharge remaining amount can be detected on the region connecting the "purple" of divalent vanadium and the "green" of trivalent vanadium. In addition, in the positive electrode, it can be seen that there is a charge/discharge remaining amount at a specific wavelength presumed to be on the region connecting the "blue" of tetravalent vanadium and the "yellow" of pentavalent vanadium.

特に、充電中であっても、放電中であっても、電源を切ることなく充放電残量を測定できる。したがって、通常の二次電池であれば、充電時間と通電電流から充電時間が計算できるのが一般的であるが、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300ではそのレドックスフロー電池300に対する負荷が加わっている時でも、負荷が加わっていない時でも、その時点の充放電残量を測定できる。
しかも、2価バナジウムの「紫色」と3価バナジウムの「緑色」とを結ぶ線、4価バナジウムの青色と5価バナジウムの「黄色」とを結ぶ線で、当該硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75の色を判別するものであるから、色彩で判断され、読み取り誤差を少なくすることができる。
また、発光にはLDEが特定の周波数で発光し、しかも、フォトカプラを構成するフォトダイオードはその特定の周波数を検出するから、その発光色の周波数を正確に検出することができる。
In particular, it is possible to measure the charge/discharge remaining amount without turning off the power during charging or discharging. Therefore, in the case of a normal secondary battery, the charging time can generally be calculated from the charging time and the energized current. Whether the redox flow battery 300 is under load or not under load, the charge/discharge remaining amount at that time can be measured.
Moreover, the lines connecting the "purple" of divalent vanadium and the "green" of trivalent vanadium, the lines connecting the blue of tetravalent vanadium and the "yellow" of pentavalent vanadium, the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55 , 75, it is determined by color, and reading errors can be reduced.
In addition, since the LDE emits light at a specific frequency and the photodiode constituting the photocoupler detects the specific frequency, the frequency of the emission color can be accurately detected.

仮に、2個の色彩により負極と正極の放電残量が異なったとき、充電残量の少ない放電残量の検出値を、その検出値として採用しても良いし、放電残量の検出値の平均値を出してもよい。或いは、放電残量の検出値の大きい電力側を検出値としてもよい。
即ち、現在の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75からなる電解液の色彩が何れの波長にあるかを検出し、誤差があるときには、負極における2価バナジウムの「紫色」から3価バナジウムの「緑色」の電解液、同様に、正極における4価バナジウムの「青色」から5価バナジウムの「黄色」の電解液は、例えば、負極は2価バナジウムの「紫色」と3価バナジウムの「緑色」または負極は2価バナジウムの「紫色」と3価バナジウムの「緑色」を変化することになる。少なくとも、電解液の色彩が何れにあるかを検出する光検出能力を有していればよい。
If the remaining discharge amount of the negative electrode and the positive electrode differ depending on the two colors, the detected value of the remaining discharge amount with the small remaining charge amount may be used as the detection value, or the detection value of the remaining discharge amount may be used. An average value may be given. Alternatively, the power side with the larger detected value of the remaining amount of discharge may be used as the detected value.
That is, it detects at which wavelength the color of the current electrolytic solution composed of the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 is, and if there is an error, the "purple" of divalent vanadium in the negative electrode is changed to that of trivalent vanadium. The “green” electrolytic solution, similarly, the “blue” of tetravalent vanadium in the positive electrode to the “yellow” electrolytic solution of pentavalent vanadium, for example, the negative electrode is “purple” of divalent vanadium and “green” or the negative electrode will change between "purple" of divalent vanadium and "green" of trivalent vanadium. At least, it suffices to have a light detection capability for detecting which color the electrolyte is in.

ここで、充電残量の少ない放電残量を検出値とする場合には、繰り返しの充電で両者を一致させることになる。また、放電残量の検出値の平均値を出すものについても、放電残量の検出値の大きいものを検出値としたものでも、繰り返しの充電で両者を一致させることができる。即ち、負荷の変動で検出値に大小の変化があっても、連続的に充放電を行うことにより、正極及び負極のバランスが取れた定常状態となる。 Here, when the remaining amount of discharge, which is the least amount of remaining charge, is used as the detection value, both are matched by repeated charging. In addition, whether the average value of the detected values of the remaining discharge amount is obtained or the detected value of the large detected value of the remaining discharge amount is used as the detection value, both can be matched by repeated charging. That is, even if the detected value varies in magnitude due to fluctuations in the load, a steady state in which the positive electrode and the negative electrode are balanced can be achieved by continuously performing charging and discharging.

前記正極側の放電残量の検出及び/または前記負極側の放電残量の検出は、前記電解液の循環管路13,33,53,73に色彩検出部44を配設し、そこに配設した白色LED45の透過光または散乱光、反射光により、正極及び/または負極の初期充填または補充電から満充電の間の放電残量があるかを検出する。
この硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300の正極側の放電残量の検出及び/または負極側の放電残量の検出は、電解液の循環管路13,33,53,73に色彩検出部44を配設し、そこに配設した白色LED45の透過光または散乱光、反射光により、正極及び/または負極の初期充填または補充電から満充電の間の放電残量があるかを検出する。
前記電解液の循環管路13,33,53,73に色彩検出部44を配設しているから、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75の澱みができない箇所であるから、カラーセンサ17によって色彩を正確に判断できる。
The detection of the remaining discharge amount on the positive electrode side and/or the detection of the remaining discharge amount on the negative electrode side is performed by disposing a color detection unit 44 in each of the electrolytic solution circulation lines 13, 33, 53, 73. By transmitted light, scattered light, and reflected light of the provided white LED 45, it is detected whether or not there is a remaining amount of discharge between the initial charging of the positive electrode and/or the negative electrode or the supplementary charge and the full charge.
Detection of the remaining discharge amount on the positive electrode side and/or detection of the remaining discharge amount on the negative electrode side of the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as the electrolyte is performed by the electrolyte circulation line 13, 33, 53, and 73 are provided with color detection units 44, and the transmitted light, scattered light, and reflected light of the white LEDs 45 provided there are used to detect the initial charging of the positive electrode and/or the negative electrode, or the period from supplementary charge to full charge. Detects whether there is a remaining amount of discharge.
Since the color detection unit 44 is arranged in the circulation lines 13, 33, 53, 73 of the electrolytic solution, the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 does not stagnate. Accurately judge colors.

本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300において、正極側の放電残量の検出及び/または負極側の放電残量の検出における電解液の循環管路13,33,53,73に配設した白色LEDの透過光、散乱光または反射光による検出は、正極側の放電残量の検出及び/または負極側の放電残量の検出の検出値が、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液の「紫色」と「緑色」、「青色」と「黄色」の領域の何れにあるかを検出すると共に、前記電解液の循環管路13,33,53,73に配設したレドックスフロー電池300の一部または全部の充放電特性から特定して放電残量を算出するものである。 In the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 of the present embodiment as the electrolyte, circulation of the electrolyte in detection of the remaining discharge amount on the positive electrode side and/or detection of the remaining discharge amount on the negative electrode side Detection by transmitted light, scattered light, or reflected light of the white LEDs arranged in the pipes 13, 33, 53, 73 is a detection value for detecting the remaining discharge amount on the positive electrode side and/or detecting the remaining discharge amount on the negative electrode side. detects whether the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 is in the "purple" or "green" region or the "blue" or "yellow" region of the electrolyte, and the circulation line of the electrolyte 13, 33, 53, and 73 are specified from the charge/discharge characteristics of some or all of the redox flow batteries 300, and the remaining amount of discharge is calculated.

例えば、初期充填または補充電から満充電の間の「紫色」から「緑色」の領域、「青色」から「黄色」の領域の何れにあるかを平均値または最小値または最大値を検出すると共に、それらの平均値または最小値または最大値からなる放電残量に対し、前記電解液の循環管路に配設した二次電池、例えば、レドックスフロー電池300の一部または全部の充放電特性から特定して放電残量を算出するものである。 For example, the average value or the minimum value or the maximum value is detected in which of the "purple" to "green" region and the "blue" to "yellow" region from initial charging or supplementary charging to full charging. , from the charge/discharge characteristics of part or all of the secondary battery, for example, the redox flow battery 300, disposed in the electrolyte circulation line, with respect to the remaining discharge amount consisting of the average value, minimum value, or maximum value thereof It specifies and calculates the remaining amount of discharge.

また、レドックスフロー電池構成体から見れば、レドックスフロー電池300の出力電圧はVa[V]、ソーラーパネル301の出力電圧はVb[V]とするとき、Va≦Vbとして運転される。1対の逆流防止用ダイオード302,303を使用すると、1対の逆流防止用ダイオード302,303の順方向電圧降下により、Va≦VbはVa<Vbとなる。
そして、これは実施の形態の太陽光発電を行うソーラーパネル301と、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として使用するレドックスフロー電池300と、前記ソーラーパネル301及び/または前記レドックスフロー電池300の直流出力を交流に変換するインバータ304とを具備し、前記ソーラーパネル301の起電力が高く、前記ソーラーパネル301に接続した1対の逆流防止用ダイオード302,303の一対のカソード側から前記インバータ304の入力及び前記レドックスフロー電池300の充電入力を得、前記ソーラーパネル301の出力が低くなったとき、前記ソーラーパネル301と前記インバータ304及び前記レドックスフロー電池300との電気的接続を遮断するものである。
Further, from the perspective of the redox flow battery structure, when the output voltage of the redox flow battery 300 is Va [V] and the output voltage of the solar panel 301 is Vb [V], operation is performed with Va≦Vb. When a pair of backflow prevention diodes 302 and 303 are used, Va≦Vb becomes Va<Vb due to forward voltage drop of the pair of backflow prevention diodes 302 and 303 .
And this is a solar panel 301 for photovoltaic power generation of the embodiment, a redox flow battery 300 using vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as an electrolyte, the solar panel 301 and / or the redox flow and an inverter 304 that converts the DC output of the battery 300 to AC, the electromotive force of the solar panel 301 is high, and from the cathode side of the pair of backflow prevention diodes 302 and 303 connected to the solar panel 301 When the input of the inverter 304 and the charging input of the redox flow battery 300 are obtained, and the output of the solar panel 301 becomes low, the electrical connection between the solar panel 301 and the inverter 304 and the redox flow battery 300 is cut off. It is something to do.

この実施の形態の太陽光発電を行うソーラーパネル301と、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として使用するレドックスフロー電池300と、前記ソーラーパネル301及び/または前記レドックスフロー電池300の直流出力を交流に変換するインバータ304とを具備するものであり、前記ソーラーパネル301の起電力が順方向電圧降下を含み、Va≦Vbのときには、前記ソーラーパネル301に接続した1対の逆流防止用ダイオード302,303の一対のカソード側からインバータ304の入力及びレドックスフロー電池300の充電入力を得ている。
前記ソーラーパネル301の出力が低くなったとき、ソーラーパネル301とインバータ304及びレドックスフロー電池300との電気的接続を遮断している。このとき、レドックスフロー電池300の出力はインバータ304の出力として取り出されるが、商用電源305の負荷が夜間に軽負荷となることから、その容量によって夜間の電力をレドックスフロー電池300から供給できる。
また、レドックスフロー電池300の容量の大きいときには、電力会社に電力を販売できる。
The solar panel 301 for photovoltaic power generation of this embodiment, the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 as an electrolyte, and the solar panel 301 and/or the redox flow battery 300 and an inverter 304 for converting DC output to AC. When the electromotive force of the solar panel 301 includes a forward voltage drop and Va≤Vb, a pair of backflow prevention connected to the solar panel 301 is provided. The input of the inverter 304 and the charging input of the redox flow battery 300 are obtained from a pair of cathode sides of the diodes 302 and 303 for the inverter.
When the output of the solar panel 301 becomes low, the electrical connection between the solar panel 301 and the inverter 304 and the redox flow battery 300 is cut off. At this time, the output of the redox flow battery 300 is taken out as the output of the inverter 304, but since the load of the commercial power supply 305 becomes light at night, the power can be supplied from the redox flow battery 300 at night according to its capacity.
Moreover, when the capacity of the redox flow battery 300 is large, the electric power can be sold to an electric power company.

上記実施の形態は、充電により4価バナジウムを5価バナジウムに変化させる間または放電により5価バナジウムを4価バナジウムに変化させる間の前記4価バナジウム及び5価バナジウムからなる電解液の流れからなる正極側の循環管路33,33a,33b,33cからなる充放電循環路13,33,53,73と、放電により3価バナジウムを2価バナジウムに変化させる間または充電により2価バナジウムを3価バナジウムに変化させる間の前記2価バナジウム及び3価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の循環管路13,13a,13b,13cからなる充放電循環路とを有する硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液とするレドックスフロー電池300にあって、前記電解液を循環させる液体循環ポンプ12,32,52,72から送出し、前記電解液を拡散させる合成樹脂製の透明大径管体52からなる筒体及び前記透明大径管体52からなる筒体を収容する電解液容器11,31,51,71と、前記液体循環ポンプ12,32,52,72から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器11,31内の前記電解液を前記電解液容器11,31,51,71外に排出する前記透明大径管体52からなる筒体に並行して配設した排出管とを具備する。 The above embodiment consists of the flow of the electrolyte consisting of the tetravalent vanadium and the pentavalent vanadium during the change of the tetravalent vanadium to the pentavalent vanadium by charging or the change of the pentavalent vanadium to the tetravalent vanadium by discharging. A charging/discharging circulation path 13, 33, 53, 73 consisting of circulation paths 33, 33a, 33b, 33c on the positive electrode side, and while changing trivalent vanadium to divalent vanadium by discharging or changing divalent vanadium to trivalent vanadium by charging Vanadium sulfate aqueous solution 15, 35 having a charging and discharging circuit consisting of the negative electrode side circulation pipes 13, 13a, 13b, 13c consisting of the flow of the electrolytic solution consisting of the divalent vanadium and trivalent vanadium during conversion to vanadium , 55, 75 in the redox flow battery 300 as an electrolyte, the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 for circulating the electrolyte are sent out and the electrolyte is diffused. Electrolyte solution containers 11, 31, 51, 71 containing a cylindrical body composed of a tubular body 52 and a cylindrical body composed of the transparent large-diameter tubular body 52; It is arranged in parallel with the cylindrical body composed of the transparent large-diameter tubular body 52 for discharging the electrolyte in the electrolyte containers 11, 31 to the outside of the electrolyte containers 11, 31, 51, 71 by the pressure of the liquid. and an exhaust pipe.

この発明の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液とするレドックスフロー電池300は、4価バナジウム及び5価バナジウムからなる電解液の流れからなる正極側の循環管路33,33a,33b,33cからなる充放電循環路は、充電により4価バナジウムを5価バナジウムに変化させる間または放電により5価バナジウムを4価バナジウムに変化させる間の前記4価バナジウム及び5価バナジウムからなる電解液の流れからなるものである。
また、2価バナジウム及び3価バナジウムからなる電解液の流れからなる負極側の循環管路13,13a,13b,13cからなる充放電循環路13,33,53,73は、放電により3価バナジウムを2価バナジウムに変化させる間または充電により2価バナジウムを3価バナジウムに変化させる間の前記2価バナジウム及び3価バナジウムからなる。
The redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 of the present invention as an electrolyte has positive electrode-side circulation lines 33, 33a, 33b formed by the flow of the electrolyte containing tetravalent vanadium and pentavalent vanadium. , 33c is an electrolytic solution composed of the tetravalent vanadium and the pentavalent vanadium while the tetravalent vanadium is changed to the pentavalent vanadium by charging or the pentavalent vanadium is changed to the tetravalent vanadium by discharging. It consists of the flow of
In addition, charging/discharging circulation paths 13, 33, 53, and 73, which are composed of the circulation paths 13, 13a, 13b, and 13c on the negative electrode side, which are composed of electrolyte solutions composed of divalent vanadium and trivalent vanadium, discharge trivalent vanadium. is changed to divalent vanadium or the divalent vanadium is changed to trivalent vanadium by charging.

即ち、正極側の循環管路33,33a,33b,33cからなる充放電循環路は二次電池として正電極を形成するもので、電流を取り出す端子である。また、負極側の循環管路13,13a,13b,13cからなる充放電循環路は二次電池として負電極を形成するもので、電流が流れ込む端子である。正極側及び負極側の充放電循環路には、独立した正極側の循環管路33,33a,33b,33cからなる充放電循環路と、負極側の循環管路13,13a,13b,13cからなる充放電循環路が形成され、そこを流れる電解液によって起電力が生成されている。 That is, the charging/discharging circuit consisting of the positive electrode side circulation pipes 33, 33a, 33b, and 33c forms a positive electrode as a secondary battery, and is a terminal for extracting current. The charging/discharging circulation path composed of the circulation paths 13, 13a, 13b, and 13c on the negative electrode side forms a negative electrode as a secondary battery, and is a terminal into which current flows. The charge/discharge circuits on the positive electrode side and the negative electrode side include the independent positive electrode side circulation lines 33, 33a, 33b, and 33c, and the negative electrode side circulation lines 13, 13a, 13b, and 13c. A charging/discharging circulation path is formed, and an electromotive force is generated by the electrolyte flowing therethrough.

そして、上記透明大径管体52からなる筒体及び透明大径管体52からなる筒体を収容する電解液容器11,31,51,71は、前記電解液を循環させる液体循環ポンプ12,32,52,72から送出された前記電解液を平均化するように拡散させるもので、前記透明大径管体52からなる筒体を収容する電解液容器11,31は前記電解液の収容容器である。
更に、上記排出管61,62は、前記液体循環ポンプ12,32から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器11,31内の前記電解液を前記電解液容器11,31外、即ち、管路を介してセルスタックに循環させるもので、前記透明大径管体52からなる筒体に並行して配設した配設方法が好適である。
The cylindrical body made of the transparent large-diameter tube 52 and the electrolytic solution containers 11, 31, 51, and 71 containing the cylindrical body made of the transparent large-diameter tube 52 are provided with liquid circulation pumps 12 and 71 for circulating the electrolytic solution. The electrolytic solution sent from 32, 52, 72 is diffused so as to be evenly distributed. is.
Furthermore, the discharge pipes 61 and 62 discharge the electrolyte in the electrolyte containers 11 and 31 to the outside of the electrolyte containers 11 and 31 by the pressure of the electrolyte sent from the liquid circulation pumps 12 and 32 . , to circulate in the cell stack via a pipe line, and a method of arranging in parallel with the cylindrical body composed of the transparent large-diameter tubular body 52 is preferable.

殊に、硫酸バナジウム水溶液15,35を電解液とするレドックスフロー電池300の正極側の循環管路33,33a,33b,33cからなる充放電循環路は、充電により4価バナジウムを5価バナジウムに変化させる間または放電により5価バナジウムを4価バナジウムに変化させる間の前記4価バナジウム及び5価バナジウムからなる電解液の流れからなる。また、負極側の循環管路13,13a,13b,13cからなる充放電循環路は、放電により3価バナジウムを2価バナジウムに変化させる間または充電により2価バナジウムを3価バナジウムに変化させる間の前記2価バナジウム及び3価バナジウムからなる電解液の流れからなる。
液体循環ポンプ12,32,52,72から送出した前記電解液を循環し、前記電解液を拡散させる透明大径管体52からなる筒体及び前記透明大径管体52からなる筒体を収容する電解液容器11,31,51,71は、前記液体循環ポンプ12,32から送出した前記電解液の加圧力で前記電解液容器11,31内の前記電解液を前記電解液容器11,31,51,71外の管路を介してセルスタック20,60に循環させる。
In particular, the charging/discharging circulation path consisting of the circulation paths 33, 33a, 33b, and 33c on the positive electrode side of the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15 and 35 as the electrolyte converts tetravalent vanadium to pentavalent vanadium by charging. An electrolyte solution consisting of said tetravalent vanadium and pentavalent vanadium during the conversion or during the conversion of the pentavalent vanadium to tetravalent vanadium by electrical discharge. In addition, the charging/discharging circuit consisting of the negative electrode side circulation pipes 13, 13a, 13b, and 13c has a of said divalent vanadium and trivalent vanadium electrolyte streams.
A cylindrical body composed of a transparent large-diameter tubular body 52 for circulating and diffusing the electrolytic solution delivered from the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 and a cylindrical body composed of the transparent large-diameter tubular body 52 are accommodated. The electrolytic solution containers 11, 31, 51, and 71 are configured so that the electrolytic solution in the electrolytic solution containers 11 and 31 is pushed out by the pressure of the electrolytic solution sent from the liquid circulation pumps 12 and 32. , 51, 71 to the cell stacks 20, 60.

したがって、液体循環ポンプ12,32,52,72から送出した前記電解液は、液体循環ポンプ12,32,52,72から送出した前記電解液容器11,31,51,71の前記電解液を循環し、前記透明大径管体52からなる筒体及び前記透明大径管体52からなる筒体を収容する電解液容器11,31,51,71を循環する前記電解液を拡散させる。よって、セルスタック20,60に循環する前記電解液容器11,31,51,71の前記電解液が価数の異なるバナジウムとして均一に分布する。
また、液体循環ポンプ12,32,52,72から送出した前記電解液は、2重に重ねた前記筒体及び前記筒体を収容する電解液容器11,31,51,71によって、前記電解液が複雑な流れとなるから、価数の異なるバナジウムの混ざりがよくなり、それを、前記電解液として循環する結果、セルスタック20に循環する電解液容器11,31,51,71の前記電解液が均一に分布することになり、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液とするレドックスフロー電池300の起電力が安定する。
Therefore, the electrolyte delivered from the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 circulates through the electrolyte containers 11, 31, 51, 71 delivered from the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72. Then, the electrolytic solution circulating in the cylindrical body composed of the transparent large-diameter tubular body 52 and the electrolyte container 11, 31, 51, 71 accommodating the cylindrical body composed of the transparent large-diameter tubular body 52 is diffused. Therefore, the electrolytes in the electrolyte containers 11, 31, 51, 71 circulating in the cell stacks 20, 60 are uniformly distributed as vanadium having different valences.
Further, the electrolytic solution sent from the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 is passed through the electrolytic solution containers 11, 31, 51, 71 that accommodate the cylindrical bodies and the cylindrical bodies that are double stacked. becomes a complicated flow, vanadium with different valences is well mixed, and as a result of circulating it as the electrolyte, the electrolyte in the electrolyte containers 11, 31, 51, and 71 circulates in the cell stack 20. is uniformly distributed, and the electromotive force of the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 as electrolytes is stabilized.

上記実施の形態のレドックスフロー電池300の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ12,32,52,72は、前記透明大径管体52からなる筒体の上部に収容すべく取り付けたものである。
ここで、レドックスフロー電池300の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ12,32,52,72は、前記透明大径管体52からなる筒体の上部に収容し、前記透明大径管体52からなる筒体の上部に一体化させることにより、外形を前記透明大径管体52からなる筒体のおおきさにまとめることができる。
The liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 for circulating the electrolytic solution of the redox flow battery 300 of the above-described embodiment are attached so as to be accommodated in the upper part of the tubular body composed of the transparent large-diameter tubular body 52. .
Here, the liquid circulation pumps 12, 32, 52, and 72 for circulating the electrolytic solution of the redox flow battery 300 are accommodated in the upper portion of the cylinder formed of the transparent large-diameter tube 52, and the transparent large-diameter tube 52 By integrating it with the upper part of the tubular body made of the transparent large-diameter tubular body 52, the outer shape can be made to be the size of the tubular body made of the transparent large-diameter tubular body 52. As shown in FIG.

このレドックスフロー電池300の前記電解液を循環させる液体循環ポンプ12,32,52,72は、前記筒体の上部に収容すべく取り付けたものであるから、前記透明大径管体52からなる筒体の上部に収容する液体循環ポンプ12,32,52,72を取り付けたものであるから、前記透明大径管体52からなる筒体の上部に液体循環ポンプ12,32,52,72が収まると、前記透明大径管体52からなる筒体に各種部品を収容でき、故障時に部品交換が透明大径管体52からなる筒体単位で可能になる。 The liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 for circulating the electrolytic solution of the redox flow battery 300 are attached to be accommodated in the upper part of the cylinder, so that the cylinder formed of the transparent large-diameter tube 52 is installed. Since the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 to be accommodated in the upper part of the body are attached, the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 are accommodated in the upper part of the cylindrical body composed of the transparent large-diameter tubular body 52. Then, various parts can be accommodated in the cylindrical body composed of the transparent large-diameter tubular body 52, and parts can be replaced in units of the cylindrical body composed of the transparent large-diameter tubular body 52 in the event of a failure.

この発明のレドックスフロー電池300の前記電解液の色彩を決定するLED照明と、その白色LED45からなるLED照明のもとで前記電解液の色彩を検出するカラーセンサ17は、LED照明は周囲の光源とするもので、白色が好ましいが、他の色彩も使用できないものではない。カラーセンサ17は、電解液の色彩を判断するもので、明暗は当然ながら、色彩が判断れきればよい。
この発明のレドックスフロー電池300の前記電解液の色彩を決定する白色LED45からなるLED照明と、前記LED照明のもとで前記電解液の色彩を検出するカラーセンサ17を具備するから、レドックスフロー電池300の前記電解液の色彩をLED照明と、前記LED照明のもとでカラーセンサ17により検出するものであるから、前記電解液の深さに影響を受けず、かつ、使用年数にも影響を受けないのでメンテナンスの必要性がない。
The color sensor 17 detects the color of the electrolytic solution under the LED lighting that determines the color of the electrolytic solution of the redox flow battery 300 of the present invention and the white LED 45, and the LED lighting is a surrounding light source. Therefore, white is preferred, but other colors may be used. The color sensor 17 is for judging the color of the electrolytic solution, and it is sufficient if the color can be judged as well as the lightness and darkness.
Since the redox flow battery 300 of the present invention is equipped with LED lighting composed of white LEDs 45 that determine the color of the electrolyte and the color sensor 17 that detects the color of the electrolyte under the LED lighting, the redox flow battery Since the color of the electrolytic solution of 300 is detected by the LED lighting and the color sensor 17 under the LED lighting, it is not affected by the depth of the electrolytic solution and is not affected by the number of years of use. There is no need for maintenance because it does not receive.

また、この発明のレドックスフロー電池300は、更に、透明大径管体52からなる筒体内の前記電解液の液面位置を検出するフロートセンサ100を前記透明大径管体52からなる筒体内に設けたものである。
ここで、フロートセンサ100は所定の液位で動作するものであるから、2台のセンサによって動作させたり、湿度センサ、水位センサ等とすることができる。
この発明のレドックスフロー電池300は、更に、前記筒体内の前記電解液の液面位置を検出するフロートセンサ100を前記透明大径管体52からなる筒体内に設けものであるから、前記透明径管体または断面四角形の管体からなる筒体で、前記フロートセンサ100の管理ができ、その管理状態で移動が可能であるから、緩衝材等で保護する手間が省ける。
In addition, the redox flow battery 300 of the present invention further includes a float sensor 100 for detecting the liquid level position of the electrolytic solution in the cylinder made of the transparent large-diameter tubular body 52 . It was established.
Here, since the float sensor 100 operates at a predetermined liquid level, it can be operated by two sensors, a humidity sensor, a water level sensor, or the like.
In the redox flow battery 300 of the present invention, the float sensor 100 for detecting the liquid surface position of the electrolytic solution in the cylinder is further provided in the cylinder composed of the transparent large-diameter tubular body 52. Since the float sensor 100 can be managed by a tubular body or a tubular body made of a tubular body having a rectangular cross section and can be moved in the managed state, the trouble of protecting it with a cushioning material or the like can be saved.

そして、この発明のレドックスフロー電池300は、更に、透明大径管体52からなる筒体の上部に呼吸孔及びフィルタ84を組付けたものであるから、外気温の変化に対する電解液の外気温の容積変化は、前記電解液容器11,31,51,71の容積変化と相殺されるから、本来の呼吸用の空気の変化量に対してその変化が少ない。また、フィルタ84を通過する空気量は、少ない空気量の変化となり、塵埃等を引き込むことがない。
更に、前記透明大径管体52からなる筒体内の上部に呼吸孔及びフィルタ84を組付けたものである。
ここで、前記透明大径管体52からなる筒体内の上部に呼吸孔は、前記透明大径管体52からなる筒体内の上面に限定されるものではなく、側面の上部位置であってもよい。また、フィルタ84は前記電解液の吸湿性のないものが好ましく、液体をはじくことにより、液体の遮断効果を得ることができる。
In addition, since the redox flow battery 300 of the present invention further has a breathing hole and a filter 84 attached to the upper portion of the tubular body composed of the transparent large-diameter tubular body 52, the electrolyte does not react to changes in the outside temperature. is offset by the volume changes of the electrolyte containers 11, 31, 51, and 71, the change is less than the original amount of change in breathing air. Also, the amount of air passing through the filter 84 changes little, and dust and the like are not drawn in.
Furthermore, a breathing hole and a filter 84 are assembled in the upper part of the tubular body composed of the transparent large-diameter tubular body 52 .
Here, the breathing hole in the upper part of the cylinder made of the transparent large-diameter tubular body 52 is not limited to the upper surface of the tubular body made of the transparent large-diameter tubular body 52. good. Further, the filter 84 preferably does not absorb moisture of the electrolytic solution, and by repelling the liquid, a liquid blocking effect can be obtained.

前記電解液の液体循環ポンプ12,32,52,72は、電解液容器11,31,51,71の全体が形成する上平面側に配設したものである。
ここで、電解液容器11,31,51,71の全体が形成する上平面側とは、電解液容器11,31,51,71の上面の平面上の平面またはその裏面を意味する。前記液体循環ポンプ12,32,52,72の取り付けは、上平またはその下の位置とすることができ、電解液容器11,31,51,71の作業性が確保できるものであれば、何れの位置でもよい。特に、可動部分として部品交換が容易な位置であれはばよい。
この発明のレドックスフロー電池300の前記液体循環ポンプ12,32,52,72は、前記電解液容器11,31,51,71の全体が形成する上平面側に配設したものであるから、前記電解液容器11,31,51,71の全体が形成する上面側に配設するものであるから、メンテナンスが自在であり、その作業性を上げることができる。
The electrolyte liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 are arranged on the upper plane side formed by the electrolyte containers 11, 31, 51, 71 as a whole.
Here, the upper plane side formed by the entire electrolytic solution container 11, 31, 51, 71 means the plane on the plane of the upper surface of the electrolytic solution container 11, 31, 51, 71 or the back surface thereof. The liquid circulation pumps 12, 32, 52, and 72 can be installed in the upper flat position or in the lower position. position. In particular, it may be located at a position where it is easy to replace parts as a movable part.
Since the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 of the redox flow battery 300 of the present invention are disposed on the upper plane side formed by the electrolyte containers 11, 31, 51, 71 as a whole, Since it is arranged on the upper surface side formed by the entirety of the electrolytic solution containers 11, 31, 51 and 71, maintenance can be performed freely and workability can be improved.

2個以上のセルスタックの直流出力を直列接続したリード線26A,26B、リード線27A,27Bからなる蓄電池出力回路501と、互いに特性を異にする電解液を収容した正極側電解液容器35,75及び負極側電解液容器15,55と、前記セルスタック20,60を通過する前記電解液の流れが充電及び放電に左右されない各々同一方向とする正極側充放電循環路33,73及び負極側充放電循環路13,53と、前記電解液の各々を前記セルスタック20,60及び前記正極側電解液容器33,73、または前記セルスタック20,60及び前記負極側電解液容器13,53との間の流れを決定する正極側液体循環ポンプ32,72及び負極側液体循環ポンプ12,52と、前記正極側液体循環ポンプ32,72及び前記負極側液体循環ポンプ12,52の設定された連続停止時間を超えた時、所定の時間だけ、前記電解液の流れを作るステップS9からステップS11でなる時限回路502とを具備する。
なお、蓄電池出力回路501は、図1と図2の太い黒色の実線で示した直流回路を意味する。
A storage battery output circuit 501 comprising lead wires 26A, 26B and lead wires 27A, 27B connecting the DC outputs of two or more cell stacks in series, and a positive electrode side electrolyte container 35 containing electrolytes having different characteristics, 75 and the negative electrode side electrolyte containers 15 and 55, and the positive electrode side charging/discharging circulation paths 33 and 73 and the negative electrode side in which the electrolyte flows through the cell stacks 20 and 60 in the same direction regardless of charging and discharging. charging/discharging circulation paths 13 and 53, and the electrolytes are respectively connected to the cell stacks 20 and 60 and the positive electrode side electrolyte containers 33 and 73, or the cell stacks 20 and 60 and the negative electrode side electrolyte containers 13 and 53; the positive liquid circulation pumps 32, 72 and the negative liquid circulation pumps 12, 52 that determine the flow between and a time limit circuit 502 consisting of steps S9 to S11 for creating a flow of the electrolyte for a predetermined time when the stop time is exceeded.
The storage battery output circuit 501 means the DC circuit indicated by the thick black solid line in FIGS. 1 and 2 .

本実施の形態のレドックスフロー電池300においては、2個以上のセルスタック20,60の直流出力は、直列接続した蓄電池出力回路501によって直流出力を得る。
セルスタック20,60を通過する前記電解液の流れが充電及び放電に左右されることなく同一の正極側充放電循環路33,73と負極側充放電循環路13,53は、前記セルスタック20,60と特性を異にする電解液を収容した正極側電解液容器31,71及び負極側電解液容器11,51に配設した正極側液体循環ポンプ32,72と負極側液体循環ポンプ12,52により、時限回路502で正極側液体循環ポンプ32,72及び負極側液体循環ポンプ12,52の設定された連続停止時間Tを超えた時、所定の時間tだけ、前記電解液の流れを形成するものである。
In redox flow battery 300 of the present embodiment, DC outputs of two or more cell stacks 20 and 60 are obtained by series-connected storage battery output circuit 501 .
The same positive electrode side charging/discharging circuits 33, 73 and negative electrode side charging/discharging circuits 13, 53 are connected to the same cell stack 20 without being affected by charging and discharging of the electrolyte flowing through the cell stacks 20, 60. , 60, positive electrode side electrolyte containers 31 and 71 containing electrolyte solutions having different characteristics from those of 60; 52, when the set continuous stop time T of the positive electrode side liquid circulation pumps 32, 72 and the negative electrode side liquid circulation pumps 12, 52 is exceeded in the time limit circuit 502, the electrolyte flow is formed for a predetermined time t. It is something to do.

したがって、セルスタック20,60からの直流出力は、または2以上の直列で2以上の直並列接続は、蓄電池出力回路501によって直流出力を得る。よって、正極側充放電循環路33,73と負極側充放電循環路13,53の流体抵抗が高くても、短いセルスタック20,60として対応可能であるから、しかも、直流接続とすれば所定の電圧が確保でき、かつ、正極側充放電循環路33,73、負極側充放電循環路13,53を通過する流体抵抗を低く抑えることができるから、要求される電力、即ち、電圧及び電流が取出せる。 Therefore, the DC output from the cell stacks 20 and 60 or two or more series and two or more series-parallel connections are obtained by the storage battery output circuit 501 . Therefore, even if the fluid resistance of the positive charge/discharge circuits 33, 73 and the negative charge/discharge circuits 13, 53 is high, the short cell stacks 20, 60 can be used. can be ensured, and the fluid resistance passing through the positive electrode side charging/discharging circuits 33, 73 and the negative electrode side charging/discharging circuits 13, 53 can be kept low. can be taken out.

ここで、正極側液体循環ポンプ32,72及び前記負極側液体循環ポンプ12,52の設定された連続停止時間を超えた時、何らかの前記セルスタック20,60またはセル等の事故により、セルスタック20,60の出力が急峻に立ち上がらない可能性がある。そこで、時限回路502よって、正極側充放電循環路33,73、負極側充放電循環路13,53を通過する流体を特定の時限Tのタイミングによって前記正極側液体循環ポンプ32,72及び前記負極側液体循環ポンプ12,52を動作させる。これによって、何らかの前記セルスタック20,60またはセルの事故が生じても、時限回路によってその影響が出難くなる。 Here, when the set continuous stop time of the positive electrode side liquid circulation pumps 32, 72 and the negative electrode side liquid circulation pumps 12, 52 is exceeded, the cell stack 20 may be , 60 may not rise sharply. Therefore, the time limit circuit 502 causes the fluid passing through the positive electrode side charge/discharge circuits 33 and 73 and the negative electrode side charge/discharge circuits 13 and 53 to The side liquid circulation pumps 12, 52 are operated. As a result, even if some cell stack 20, 60 or cell failure occurs, the timing circuit makes it difficult for the effect to occur.

前記時限回路502、前記電解液が「紫色」及び/または「黄色」の時、前記正極側液体循環ポンプ32,72及び前記負極側液体循環ポンプ12,52の前記電解液の移動速度を遅くするものである。
したがって、前記電解液が「紫色」及び/または「黄色」の時充電完了を意味するから、その時点で動作を停止する。
前記時限回路502は、特定の日にち単位のように長時限を設定する時限Tを設定するタイマー回路及び特定の時間単位のように短長時限を設定する時限tを設定するタイマーとすることができる。
The timer circuit 502 slows down the moving speed of the electrolyte of the positive electrode side liquid circulation pumps 32, 72 and the negative electrode side liquid circulation pumps 12, 52 when the electrolyte is "purple" and/or "yellow". It is a thing.
Therefore, when the electrolyte is 'purple' and/or 'yellow', it means that charging is completed, and the operation is stopped at that point.
The time limit circuit 502 can be a timer circuit that sets a long time limit T, such as a specific day unit, and a timer that sets a short long time limit t, such as a specific time unit. .

また、本実施の形態のレドックスフロー電池300においては、2個以上の20,60の直流出力は、直列接続した蓄電池出力回路501によって直流出力を得る。
そして、ソーラーパネル301の出力が蓄電池出力回路502の出力より高くなくなった時、セルスタック20,60を通過する電解液の流れが、充電及び放電によって左右されることなく同一であり、特性を異にする電解液を収容した正極側電解液容器31,71及び負極側電解液容器11,51と前記セルスタック20,60間に配設した正極側液体循環ポンプ32,72と負極側液体循環ポンプ12,52により、前記電解液の移動速度を遅く、または移動停止とする。
In addition, in the redox flow battery 300 of the present embodiment, the DC outputs of the two or more 20 and 60 are obtained by the storage battery output circuit 501 connected in series.
Then, when the output of the solar panel 301 is no longer higher than the output of the storage battery output circuit 502, the flow of electrolyte passing through the cell stacks 20, 60 is the same regardless of charging and discharging, and the characteristics are different. The positive electrode side liquid circulation pumps 32 and 72 and the negative electrode side liquid circulation pumps disposed between the positive electrode side electrolyte containers 31 and 71 and the negative electrode side electrolyte containers 11 and 51 and the cell stacks 20 and 60 which contain the electrolyte to 12 and 52 slow down the movement speed of the electrolyte or stop the movement.

したがって、セルスタック20,60からの直流出力は、または2以上の直列で2以上の直並列接続は、蓄電池出力回路501によって直流出力を得る。よって、正極側充放電循環路33,73と負極側充放電循環路13,53の流体抵抗が高くても、短いセルスタック20,60として対応可能であるから、しかも、直流接続すれば所定の直流電圧が確保でき、かつ、正極側充放電循環路33,73、負極側充放電循環路13,53を通過する流体抵抗を低く抑えることができ、要求される電力、即ち、電圧及び電流が取出せる。 Therefore, the DC output from the cell stacks 20 and 60 or two or more series and two or more series-parallel connections are obtained by the storage battery output circuit 501 . Therefore, even if the fluid resistance of the positive charge/discharge circuits 33, 73 and the negative charge/discharge circuits 13, 53 is high, the short cell stacks 20, 60 can be used. A DC voltage can be secured, and the fluid resistance passing through the positive charge/discharge circuits 33, 73 and the negative charge/discharge circuits 13, 53 can be kept low, and the required power, that is, voltage and current, can be reduced. I can take it out.

即ち、本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300は、図14のフローチャートのように制御される。
まず、ステップS0で初期化を行い、ステップS1で湿度センサにより硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が漏れ出していないかを判断し、漏れ出しているのであれば、ステップS2で硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300の正負の端子は、その端子を開放し、レドックスフロー電池300からの充放電を停止し、ステップS3でディスプレイ18を点滅または片側または両側を赤色として連続転倒を行う。即ち、異常停止状態を訴える。
このとき、カラーセンサ17は何ら作用していない。湿度センサが動作すると、ステップS0乃至ステップS3のルーチンの処理を繰り返し実行する。
That is, the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 of the present embodiment as the electrolyte is controlled as shown in the flowchart of FIG.
First, in step S0, initialization is performed, and in step S1, it is determined whether or not the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 is leaking by the humidity sensor. The positive and negative terminals of the redox flow battery 300 using 15, 35, 55, and 75 as an electrolyte are opened to stop charging and discharging from the redox flow battery 300, and in step S3, the display 18 is flashed or one side or Repeat tumbles with red on both sides. That is, it complains of an abnormal stop state.
At this time, the color sensor 17 does not act at all. When the humidity sensor operates, the routine processing of steps S0 to S3 is repeatedly executed.

ステップS1で湿度センサから硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が漏れ出していないと判断したとき、ステップS4でカラーセンサ17によってステップS5で、ディスプレイ18に数値または色彩を点灯させ、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75の放電残量を検出する。具体的には、カラーセンサ17によって検出した色彩から放電残量を算出し、ステップS6で放電残量をディスプレイ18で表示する。
このディスプレイ18に数値または色彩を点灯させる表示は、レドックスフロー電池300の使用中の確認データである。
ステップS7のフロートセンサ100の値が所定の範囲内(高い値と低い値に挟まれた範囲)であるか判断し、実施例においては、フロートセンサ100の値が所定の液位よりも高い値のとき、液体循環ポンプ12の回転速度を低下させる。
When it is determined in step S1 that the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 has not leaked out from the humidity sensor, in step S4 the color sensor 17 causes the display 18 to light up numerical values or colors in step S5, and the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, and 75 remaining discharge levels are detected. Specifically, the remaining amount of discharge is calculated from the color detected by the color sensor 17, and the remaining amount of discharge is displayed on the display 18 in step S6.
The indication that the display 18 lights up numerical values or colors is confirmation data during use of the redox flow battery 300 .
It is determined whether the value of the float sensor 100 in step S7 is within a predetermined range (the range sandwiched between a high value and a low value). , the rotation speed of the liquid circulation pump 12 is reduced.

逆に、フロートセンサ100の値が所定の液位よりも低い値のとき、液体循環ポンプ12,32,52,72の回転速度を高くする。ステップS7及びステップS8で同様に速度制御される。このとき、液体循環ポンプ12,32,52,72は、連続可変可能であってもよいし、数段に変速するものでもよい。
ステップS9で液体循環ポンプ12,32,52,72が停止しているか否かを判断し、停止しているときには、ステップS10で液体循環ポンプ12,32,52,72の停止がT時間継続しているか判断する。T時間の継続とは、24時間、48時間、72時間というの最低単位にしてもよい。そのT時間継続して動作していなかった時には、セル単位の特性に乱れが生じるといけないので、ステップS11でt時間だけ継続して液体循環ポンプ12,32,52,72を駆動する。
Conversely, when the value of the float sensor 100 is lower than the predetermined liquid level, the rotational speeds of the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 are increased. The speed is similarly controlled in steps S7 and S8. At this time, the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 may be continuously variable, or may be speed-changeable in several stages.
In step S9, it is determined whether or not the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 are stopped. determine whether The duration of T time may be a minimum unit of 24 hours, 48 hours, or 72 hours. If the liquid circulating pumps 12, 32, 52, and 72 have not been operated continuously for the time T, the liquid circulating pumps 12, 32, 52, and 72 are driven continuously for the time t in step S11 in order to prevent disturbance of the characteristics of each cell.

液体循環ポンプ12,32,52,72を駆動して、ステップS11でt時間だけ継続動作した時、ステップS12で放電残量が100%のときには、それ以上の充電が不可能であるから、ステップS13で液体循環ポンプ12,32,52,72の動作を遅くするか、停止とする。
そして、ステップS14でレドックスフロー電池300の放電負荷が小さいとき、または、レドックスフロー電池300の充電負荷が小さいとき、これは、充電電流または放電電流が小さいとき、ステップS16で液体循環ポンプ12,32,52,72の電流を1/2~1/10程度に低下させる。少なくとも、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が循環している。
When the liquid circulation pumps 12, 32, 52, and 72 are driven and continuously operated for t time in step S11, and the remaining amount of discharge is 100% in step S12, further charging is impossible. In S13, the operation of the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 is slowed down or stopped.
When the discharge load of the redox flow battery 300 is small in step S14, or when the charge load of the redox flow battery 300 is small, the liquid circulation pumps 12 and 32 are discharged in step S16 when the charging current or discharging current is small. , 52 and 72 are reduced to about 1/2 to 1/10. At least vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55 and 75 are circulated.

また、ステップS14及びステップS16でレドックスフロー電池300の電解液として硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を用いているが、レドックスフロー電池300の放電負荷が大きいとき、即ち、レドックスフロー電池300の充電電流または放電電流が大きいとき、ステップS15で液体循環ポンプ12,32,52,72の電流を100%に上昇し、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が電解液としての機能を果たせるように循環させている。
勿論、ステップS14では、レドックスフロー電池300の充放電負荷が大きいときと、小さいときに区別し、2つに分けていたが、本発明を実施する場合には、1乃至5に分割してもよいし、連続に対応させてもよい。
ここで、時限回路502は、ステップS24~ステップS52の回路、即ち、前記電圧調整回路503とすることができる。
Also, in steps S14 and S16, the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 are used as the electrolytic solution of the redox flow battery 300, but when the discharge load of the redox flow battery 300 is large, When the charging current or discharging current is large, the current of the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 is increased to 100% in step S15 so that the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 can function as an electrolyte. is circulated to
Of course, in step S14, when the charge/discharge load of the redox flow battery 300 is large and when it is small, it is divided into two. It is good, and you may make it correspond continuously.
Here, the time limit circuit 502 can be the circuit of steps S24 to S52, that is, the voltage adjustment circuit 503 described above.

即ち、本実施の形態の硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300は、図17のフローチャートのように制御される。
まず、ステップS20で初期化を行い、ステップS21で湿度センサにより硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が漏れ出していないかを判断し、漏れ出しているのであれば、ステップS22で硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を電解液として用いるレドックスフロー電池300の正負の端子は、その端子を開放し、レドックスフロー電池300からの充放電を停止し、ステップS23でディスプレイ18を点滅または片側または両側を赤色として連続転倒を行う。即ち、異常停止状態を訴える。
このとき、カラーセンサ17は何ら作用していない。湿度センサが動作すると、ステップS20乃至ステップS23のルーチンの処理を繰り返し実行する。
That is, the redox flow battery 300 using the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 of the present embodiment as the electrolyte is controlled as shown in the flowchart of FIG.
First, initialization is performed in step S20, and it is determined by the humidity sensor in step S21 whether or not the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 has leaked out. The positive and negative terminals of the redox flow battery 300 using 15, 35, 55, and 75 as electrolytes are opened to stop charging/discharging from the redox flow battery 300, and in step S23, the display 18 is flashed or one side or Repeat tumbles with red on both sides. That is, it complains of an abnormal stop state.
At this time, the color sensor 17 does not act at all. When the humidity sensor operates, the routine processing of steps S20 to S23 is repeatedly executed.

ステップS21で湿度センサから硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が漏れ出していないと判断したとき、ステップS24でカラーセンサ17によってステップS25で、ディスプレイ18に数値または色彩を点灯させ、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75の放電残量を検出する。具体的には、カラーセンサ17によって検出した色彩から放電残量を算出し、ステップS26で放電残量をディスプレイ18で表示する。
このディスプレイ18に数値または色彩を点灯させる表示は、レドックスフロー電池300の使用中の確認データである。
ステップS27のフロートセンサ100の値が所定の範囲内(高い値と低い値に挟まれた範囲)であるか判断し、実施例においては、フロートセンサ100の値が所定の液位よりも高い値のとき、液体循環ポンプ12の回転速度を低下させる。
When it is determined in step S21 that the vanadium sulfate aqueous solution 15, 35, 55, 75 has not leaked from the humidity sensor, the color sensor 17 in step S24 causes the display 18 to light up numerical values or colors in step S25. 15, 35, 55, and 75 remaining discharge levels are detected. Specifically, the remaining discharge amount is calculated from the color detected by the color sensor 17, and the remaining discharge amount is displayed on the display 18 in step S26.
The indication that the display 18 lights up numerical values or colors is confirmation data during use of the redox flow battery 300 .
It is determined whether the value of the float sensor 100 in step S27 is within a predetermined range (the range sandwiched between a high value and a low value). , the rotational speed of the liquid circulation pump 12 is reduced.

逆に、フロートセンサ100の値が所定の液位よりも低い値のとき、液体循環ポンプ12,32,52,72の回転速度を高くする。ステップS27及びステップS28で同様に液位制御される。このとき、液体循環ポンプ12,32,52,72は、連続可変可能であってもよいし、数段に変速するものでもよい。
ステップS29でソーラーパネル301の出力が電圧Vmax以上であるか判断し、ソーラーパネル301の出力とレドックスフロー電池300の出力を比較して、レドックスフロー電池300の出力よりもレドックスフロー電池300の出力が大きいとき、ドックスフロー電池300の充電に適した電圧とする。
Conversely, when the value of the float sensor 100 is lower than the predetermined liquid level, the rotational speeds of the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 are increased. The liquid level is similarly controlled in steps S27 and S28. At this time, the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 may be continuously variable, or may be speed-changeable in several stages.
In step S29, it is determined whether the output of the solar panel 301 is equal to or higher than the voltage Vmax, the output of the solar panel 301 is compared with the output of the redox flow battery 300, and the output of the redox flow battery 300 is higher than the output of the redox flow battery 300. When it is large, it is a suitable voltage for charging the Doxflow battery 300 .

ステップS31で電解液が「紫色」及び/または「黄色」の時、正極側液体循環ポンプ32,72及び負極側液体循環ポンプ12,52の電解液の移動速度を遅くするか、移動速度を停止する。したがって、前記電解液が「紫色」及び/または「黄色」になった時には、充電完了を意味するから、電解液の移動速度を遅くするか、移動速度を停止する。
その後、ステップS33で、レドックスフロー電池300の負荷が軽負荷か否かを判断として、ステップS34及びステップS35で、レドックスフロー電池300の電解液として硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75を用いているが、レドックスフロー電池300の放電負荷が大きいとき、即ち、レドックスフロー電池300の充電電流または放電電流が大きいとき、ステップS34で液体循環ポンプ12,32,52,72の電流を100%に上昇し、硫酸バナジウム水溶液15,35,55,75が電解液としての機能を果たせるように循環させている。
勿論、ステップS35では、レドックスフロー電池300の充放電負荷が大きいときと、小さいときに区別し、2つに分けてるが、本発明を実施する場合には、1乃至5に分割してもよいし、連続に対応させてもよい。
When the electrolyte is "purple" and/or "yellow" in step S31, the movement speed of the electrolyte of the positive electrode side liquid circulation pumps 32, 72 and the negative electrode side liquid circulation pumps 12, 52 is slowed down or stopped. do. Therefore, when the electrolyte becomes "purple" and/or "yellow", it means that the charging is completed, so the moving speed of the electrolyte is slowed down or stopped.
After that, in step S33, it is determined whether or not the load of the redox flow battery 300 is light, and in steps S34 and S35, vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55, and 75 are used as the electrolytic solution of the redox flow battery 300. However, when the discharge load of the redox flow battery 300 is large, that is, when the charging current or discharging current of the redox flow battery 300 is large, the current of the liquid circulation pumps 12, 32, 52, 72 is increased to 100% in step S34. Then, the vanadium sulfate aqueous solutions 15, 35, 55 and 75 are circulated so as to function as an electrolytic solution.
Of course, in step S35, when the charge/discharge load of the redox flow battery 300 is large and when it is small, it is divided into two. and may be made to correspond continuously.

ここで、図18はソーラーパネル301の出力を入力し、他方にレドックスフロー電池の電圧を設定入力している。したがって、比較回路505の出力としては、ソーラーパネル301の出力がレドックスフロー電池の電圧よりも高いときに“H”を出す。それに伴ってCPUのメモリに格納されている充電特性から択一的に引き出されるレドックスフロー電池充電特性506が用意の数値により、レドックスフロー電池の放電残量507を決定する。前記電解液が「紫色」及び/または「黄色」の時、前記正極側液体循環ポンプ32,72及び前記負極側液体循環ポンプ12,52の前記電解液の移動速度を遅くするか、充電動作を停止する。 Here, in FIG. 18, the output of the solar panel 301 is input, and the voltage of the redox flow battery is set and input to the other. Therefore, the output of the comparison circuit 505 is "H" when the output of the solar panel 301 is higher than the voltage of the redox flow battery. Along with this, the redox flow battery charge characteristic 506, which is alternatively extracted from the charge characteristics stored in the memory of the CPU, determines the remaining amount of discharge 507 of the redox flow battery. When the electrolyte is "purple" and/or "yellow", the moving speed of the electrolyte in the positive electrode side liquid circulation pumps 32, 72 and the negative electrode side liquid circulation pumps 12, 52 is slowed down, or the charging operation is stopped. Stop.

このように、時限回路502によって、ステップS24~ステップS52の回路が長期間セルが機能していなかった等の対応が可能である。また、電圧調整回路503は、比較回路505の出力として、ソーラーパネル301の出力がレドックスフロー電池の電圧よりも高いときに“H”となり、それによってCPUのメモリに格納されているマトリックスから充電特性を択一的に引き出して、レドックスフロー電池充電特性506が用意していた値により選択できる。 In this way, the time limit circuit 502 can cope with the case where the circuit of steps S24 to S52 has not functioned for a long period of time. In addition, the voltage adjustment circuit 503 outputs "H" as the output of the comparison circuit 505 when the output of the solar panel 301 is higher than the voltage of the redox flow battery, thereby determining the charging characteristics from the matrix stored in the memory of the CPU. can be alternatively extracted and selected according to the value prepared for the redox flow battery charging characteristic 506 .

ここで、正極側液体循環ポンプ32,72及び負極側液体循環ポンプ12,52の設定された連続停止時間Tを超えた時、何らかのセルスタック20,60またはセルの故障により、セルスタック20,60の出力が急峻に立ち上がらないとき。電圧調整回路503によって、正極側充放電循環路33,73、負極側充放電循環路13,53を通過する流体を連続停止時間Tのタイミングで正極側液体循環ポンプ33,73及び負極側液体循環ポンプ13,53を動作させる。これによって、何らかのセルスタック20,60の故障またはセルの故障が生じても、電圧調整回路503によってその影響が出にくくなる。
前記電圧調整回路503は、前記電解液が「紫色」及び/または「黄色」の時、前記正極側液体循環ポンプ32,72及び前記負極側液体循環ポンプ12,52の前記電解液の移動速度を遅くし、充電動作を停止する。
Here, when the set continuous stop time T of the positive electrode side liquid circulation pumps 32, 72 and the negative electrode side liquid circulation pumps 12, 52 is exceeded, the cell stacks 20, 60 may output does not rise steeply. The voltage adjustment circuit 503 causes the positive electrode side liquid circulation pumps 33 and 73 and the negative electrode side liquid circulation to flow through the positive electrode side charge/discharge circuits 33 and 73 and the negative electrode side charge/discharge circuits 13 and 53 at the timing of the continuous stop time T. The pumps 13, 53 are operated. As a result, even if some failure of the cell stacks 20 and 60 or failure of the cells occurs, the voltage regulation circuit 503 will make it less likely to be affected.
The voltage adjustment circuit 503 adjusts the movement speed of the electrolyte solution of the positive electrode side liquid circulation pumps 32, 72 and the negative electrode side liquid circulation pumps 12, 52 when the electrolyte solution is "purple" and/or "yellow". slow down and stop the charging operation.

本実施の形態のレドックスフロー電池300において、前記電圧調整回路503は、前記電解液が「紫色」及び/または「黄色」の時、正極側液体循環ポンプ32,72及び負極側液体循環ポンプ12,52の前記電解液の移動速度を遅くするか、移動速度を停止するものであるから、前記電解液が「紫色」及び/または「黄色」になった時には、充電完了を意味するから、正極側液体循環ポンプ32,72及び負極側液体循環ポンプ12,52の送給は不要であるから、即ち、単に充放電の負荷を付加しているものであるから、それを負荷から外すものである。 In the redox flow battery 300 of the present embodiment, the voltage adjustment circuit 503 operates to control the positive electrode side liquid circulation pumps 32 and 72 and the negative electrode side liquid circulation pumps 12 and 12 when the electrolyte is "purple" and/or "yellow". Since the movement speed of the electrolyte solution of 52 is slowed down or stopped, when the electrolyte solution becomes "purple" and/or "yellow", it means that charging is completed. Since the supply of the liquid circulation pumps 32, 72 and the negative electrode side liquid circulation pumps 12, 52 is not necessary, that is, they simply add the charge/discharge load, they are removed from the load.

11,31,51,71 電解液容器
12,32,52,72 液体循環ポンプ
13,33,53,73 循環管路
13,13a,13b,13c 循環管路
33,33a,33b,33c 循環管路
15,35,55,75 硫酸バナジウム水溶液
17 カラーセンサ
20,60 セルスタック
21 負極側セル路
22 正極側セル路
44 色彩検出部
45 白色LED
46 光ファイバー
50 電解液分配器
52 透明循環管路
53 循環内管路
100 フロートセンサ
121 中心移動杆
123 フロート
124 リードスイッチ
300 レドックスフロー電池
500 電池収納本体
501 蓄電池出力回路
502 時限回路
503 電圧調整回路
505 比較回路
506 レドックスフロー電池充電特性
507 放電残量
11, 31, 51, 71 electrolyte solution containers 12, 32, 52, 72 liquid circulation pumps 13, 33, 53, 73 circulation lines 13, 13a, 13b, 13c circulation lines 33, 33a, 33b, 33c circulation lines 15, 35, 55, 75 Vanadium sulfate aqueous solution 17 Color sensors 20, 60 Cell stack 21 Negative electrode side cell path 22 Positive electrode side cell path 44 Color detector 45 White LED
46 Optical fiber 50 Electrolyte distributor 52 Transparent circulation conduit 53 Inner circulation conduit 100 Float sensor 121 Center moving rod 123 Float 124 Reed switch 300 Redox flow battery 500 Battery housing body 501 Storage battery output circuit 502 Time limit circuit 503 Voltage adjustment circuit 505 Comparison Circuit 506 Redox flow battery charging characteristics 507 Remaining discharge

Claims (1)

2個以上のセルスタックの直流出力を直列接続した蓄電池出力回路と、
互いに特性を異にする電解液を収容した正極側電解液容器及び負極側電解液容器と、
前記セルスタックを通過する前記電解液の流れが充電及び放電に左右されない各々同一方向とする正極側充放電循環路及び負極側充放電循環路と、
前記電解液の各々を前記セルスタック及び前記正極側電解液容器、または前記セルスタック及び前記負極側電解液容器との間の流れを決定する正極側液体循環ポンプ及び負極側液体循環ポンプと、
太陽光の光エネルギを電気エネルギに変換するソーラーパネルと、
前記ソーラーパネルの出力を直流から交流に変換するインバータと、
前記ソーラーパネルの出力が前記蓄電池出力回路の出力より高くなった時、前記正極側液体循環ポンプ及び前記負極側液体循環ポンプの前記電解液の移動速度を速くする電圧調整回路と
を具備し、
前記電解液は硫酸バナジウム水溶液とし、
前記電圧調整回路は、カラーセンサによる前記電解液の色彩の検出により充電完了が特定された時、前記正極側液体循環ポンプ及び前記負極側液体循環ポンプの前記電解液の移動速度を遅くするか、または移動停止する ことを特徴とするレドックスフロー電池。
a storage battery output circuit in which DC outputs of two or more cell stacks are connected in series;
a positive electrode-side electrolyte container and a negative electrode-side electrolyte container containing electrolytes having different characteristics;
a positive charge/discharge circuit and a negative charge/discharge circuit in which the flow of the electrolyte passing through the cell stack is in the same direction regardless of charging and discharging;
a positive electrode side liquid circulation pump and a negative electrode side liquid circulation pump that determine the flow of each of the electrolytes between the cell stack and the positive electrode side electrolyte container or between the cell stack and the negative electrode side electrolyte container;
a solar panel that converts the light energy of sunlight into electrical energy;
an inverter that converts the output of the solar panel from direct current to alternating current;
a voltage adjustment circuit for increasing the moving speed of the electrolyte in the positive electrode side liquid circulation pump and the negative electrode side liquid circulation pump when the output of the solar panel becomes higher than the output of the storage battery output circuit;
Equipped withdeath,
The electrolytic solution is an aqueous solution of vanadium sulfate,
The voltage adjustment circuit slows down the movement speed of the electrolyte solution of the positive electrode side liquid circulation pump and the negative electrode side liquid circulation pump when the charging completion is specified by detecting the color of the electrolyte solution by the color sensor, or or stop moving A redox flow battery characterized by:
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